PENENTUAN NILAI KOEFISIEN KONDUKTIVITAS TERMAL PADA BEBERAPA JENIS KAYU MENGGUNAKAN SENSOR SUHU DAN LOGGER PRO

Transkripsi

1 PENENTUAN NILAI KOEFISIEN KONDUKTIVITAS TERMAL PADA BEBERAPA JENIS KAYU MENGGUNAKAN SENSOR SUHU DAN LOGGER PRO SKRIPSI Diajukan untuk Memenuhi Salah Satu Syarat Memperoleh Gelar Sarjana Pendidikan Program Studi Pendidikan Fisika Oleh : Antonius Dian Pratama NIM : PROGRAM STUDI PENDIDIKAN FISIKA JURUSAN PENDIDIKAN MATEMATIKA DAN ILMU PENGETAHUAN ALAM FAKULTAS KEGURUAN DAN ILMU PENDIDIKAN UNIVERSITAS SANATA DHARMA YOGYAKARTA 2017 i

2 PLAGIAT MERUPAKAN TINDAKAN TIDAK TERPUJI

3 PLAGIAT MERUPAKAN TINDAKAN TIDAK TERPUJI

4 HALAMAN PERSEMBAHAN Karya tulis ini saya persembahkan untuk: Orangtua saya yang tercinta: Yosef Suwanto Elisabeth Samini Adik-adik saya yang terkasih: Albertus Dimas Kristanto Margaretha Ratih Setianingsih Teman-teman seperjuangan di Pendidikan Fisika angkatan 2013 iv

5 PLAGIAT MERUPAKAN TINDAKAN TIDAK TERPUJI

6 PLAGIAT MERUPAKAN TINDAKAN TIDAK TERPUJI

7 ABSTRAK PENENTUAN NILAI KOEFISIEN KONDUKTIVITAS TERMAL PADA BEBERAPA JENIS KAYU MENGGUNAKAN SENSOR SUHU DAN LOGGER PRO Telah dilakukan penelitian untuk menentukan nilai koefisien konduktivitas termal pada beberapa jenis kayu menggunakan sensor suhu dan software Logger Pro. Jenis kayu yang diteliti adalah kayu Akasia, kayu Jati, dan kayu Mahoni. Kayu-kayu tersebut dibentuk menjadi silinder yang dibor pada bagian porosnya. Elemen pemanas dimasukkan ke dalam bagian poros silinder kayu yang telah dibor. Beda suhu antara dua buah titik pada kayu dimonitor menggunakan sensor suhu yang terhubung dengan interface Lab Pro. Data beda suhu ditampilkan pada software Logger Pro yang kemudian digunakan untuk diolah. Daya listrik yang digunakan oleh elemen pemanas divariasi, sehingga didapatkan nilai beda suhu yang berbeda-beda. Nilai daya listrik dan beda suhu yang didapatkan digunakan untuk membuat grafik hubungan beda suhu terhadap daya listrik. Nilai gradien grafik yang didapatkan digunakan untuk menghitung nilai koefisien konduktivitas termal untuk masing-masing jenis kayu. Nilai koefisien konduktivitas kayu Akasia, kayu Jati, dan kayu Mahoni yang didapatkan dari penelitian ini berturutturut adalah (2,9 ± 0,3)x10-1 W/m o C, (2,1 ± 0,3)x10-1 W/m o C, dan (3,6 ± 0,4)x10-1 W/m o C. Kata kunci: koefisien konduktivitas termal, sensor suhu, software Logger Pro. vii

8 ABSTRACT THE DETERMINATION OF THERMAL CONDUCTIVITY COEFFICIENT VALUE OF SOME KINDS OF WOOD USING TEMPERATURE SENSOR AND LOGGER PRO The determination of thermal conductivity coefficient of some kinds of wood using temperature sensor and Logger Pro software has been done. Acacia wood, Teak wood, and Mahogany wood are investigated. All of that woods are shaped cylindrically and drilled in its axis. Heater is inserted in cylindrical wood s axis that has been drilled before. Temperature difference is monitored by temperature sensors that connected with Lab Pro interface. Temperature difference data is displayed by Logger Pro software and will be processed later. Electrical power that used by heater is varied, so temperature difference value that obtained is vary. Using electrical power value and temperature difference value, temperature difference and electrical power correlation graph is made. Gradient value that obtained from the graph is used to calculate the thermal conductivity coefficient value of each type of woods. Thermal conductivity coefficient of Acacia wood, Teak wood, and Mahogany wood that obtain from this investigation respectively are (2,9 ± 0,3)x10-1 W/m o C, (2,1 ± 0,3)x10-1 W/m o C, and (3,6 ± 0,4)x10-1 W/m o C. Keywords: thermal conductivity coefficient, temperature sensor, Logger Pro software viii

9 KATA PENGANTAR Puji syukur kepada Tuhan Yang Maha Kuasa, atas berkat dan rahmat-nya yang melimpah selama ini. Atas berkat penyertaan-nya pula, tugas akhir yang berjudul PENENTUAN NILAI KOEFISIEN KONDUKTIVITAS TERMAL PADA BEBERAPA JENIS KAYU MENGGUNAKAN SENSOR SUHU DAN LOGGER PRO dapat diselesaikan dengan baik. Tugas akhir ini disusun sebagai syarat untuk menyelesaikan studi di Program Studi Pendidikan Fisika Universitas Sanata Dharma. Penulisan tugas akhir ini bukan semata hasil kerja keras dari peneliti saja. Banyak pihak yang telah membantu peneliti dalam penyusunan tugas akhir ini. Oleh karena itu, peneliti hendak mengucapkan terimakasih kepada: 1. Dr. Ignatius Edi Santosa, M.S. selaku dosen pembimbing yang dengan sabar membimbing dan mengarahkan penulis ketika menghadapi berbagai persoalan terkait penulisan tugas akhir ini. 2. Bapak Petrus Ngadiono, selaku laboran Laboratorium Pendidikan Fisika Universitas Sanata Dharma yang selalu membantu mempersiapkan alat yang digunakan untuk pengambilan data. 3. Drs. Tarsisius Sarkim, M.Ed., Ph.D. selaku Dosen Pembimbing Akademik yang selalu memotivasi dan memantau perkembangan penulisan tugas akhir dari mahasiswa-mahasiswinya. 4. Seluruh dosen Program Studi Pendidikan Fisika yang telah memberikan ilmu serta pengalaman berharga selama kurang lebih 4 tahun perkuliahan di Universitas Sanata Dharma. 5. Orangtua saya yang tercinta, Yosef Suwanto dan Elisabeth Samini yang selalu memberi semangat untuk selalu mengerjakan tugas akhir dan memberikan sarana serta prasarana untuk mendukung proses pengerjaan tugas akhir ini. 6. Adik-adik saya yang tersayang, Albertus Dimas Kristanto dan Margaretha Ratih Setianingsih yang selalu memberi hiburan pada setiap kesempatan pengerjaan tugas akhir ini. ix

10 PLAGIAT MERUPAKAN TINDAKAN TIDAK TERPUJI

11 DAFTAR ISI HALAMAN JUDUL... i HALAMAN PERSETUJUAN PEMBIMBING... ii HALAMAN PENGESAHAN... iii HALAMAN PERSEMBAHAN... iv PERNYATAAN KEASLIAN KARYA... v LEMBAR PERNYATAAN PERSETUJUAN PUBLIKASI KARYA ILMIAH UNTUK KEPENTINGAN AKADEMIS... vi ABSTRAK... vii ABSTRACT... viii KATA PENGANTAR... ix DAFTAR ISI... xi DAFTAR TABEL... xiii DAFTAR GAMBAR... xiv BAB I PENDAHULUAN... 1 A. Latar Belakang... 1 B. Rumusan Masalah... 4 C. Batasan Masalah... 4 D. Tujuan Penelitian... 5 E. Manfaat Penelitian... 5 F. Sistematika Penulisan... 5 BAB II DASAR TEORI... 7 A. Suhu dan Kalor... 7 B. Konduktivitas Termal... 8 C. Konduksi pada Silinder Berongga... 9 D. Hukum Kekekalan Energi dan Daya BAB III METODE PENELITIAN A. Persiapan Alat B. Pengambilan Data C. Analisa Data xi

12 1. Perbedaan Suhu antara Dua Titik pada Kayu Koefisien Konduktivitas Termal BAB IV HASIL DAN PEMBAHASAN A. Hasil Spesifikasi Kayu Penentuan Nilai Koefisien Konduktivitas Termal Kayu Akasia Penentuan Nilai Koefisien Konduktivitas Termal Kayu Jati Penentuan Nilai Koefisien Konduktivitas Termal Kayu Mahoni Nilai Koefisien Konduktivitas Termal Masing-masing Kayu B. Pembahasan BAB V KESIMPULAN DAN SARAN A. Kesimpulan B. Saran DAFTAR PUSTAKA LAMPIRAN xii

13 DAFTAR TABEL Tabel 4.1 Spesifikasi Kayu Tabel 4.2 Hubungan Beda Suhu terhadap Daya Listrik yang Digunakan Elemen Pemanas yang Diberi Nilai Tegangan dan Kuat Arus Tertentu pada Silinder Kayu Akasia Tabel 4.3 Hubungan Beda Suhu terhadap Daya Listrik yang Digunakan Elemen Pemanas yang Diberi Nilai Tegangan dan Kuat Arus Tertentu pada Silinder Kayu Jati Tabel 4.4 Hubungan Beda Suhu terhadap Daya Listrik yang Digunakan Elemen Pemanas yang Diberi Nilai Tegangan dan Kuat Arus Tertentu pada Silinder Kayu Mahoni Tabel 4.5 Nilai Koefisien Konduktivitas Termal untuk Kayu Akasia, Kayu Jati, dan Kayu Mahoni Tabel 5.1 Nilai Koefisien Konduktivitas Termal untuk Masing-masing Jenis Kayu xiii

14 DAFTAR GAMBAR Gambar 2.1 Konduksi kalor pada balok... 8 Gambar 2.2 Penampang melintang silinder berongga dan penampang membujur silinder berongga Gambar 2.3 Arah aliran kalor pada silinder berongga dengan jari-jari dalam r 1 dan jari-jari luar r Gambar 3.1 Skema rangkaian alat dan bahan penelitian Gambar 3.2 Foto rangkaian alat dan bahan penelitian Gambar 3.3 Posisi elemen pemanas di dalam silinder kayu Gambar 3.4 Arah aliran kalor (H) pada silinder kayu dilihat dari penampang melintang kayu Gambar 3.5 Bagian yang berjarak r 1 dengan suhu T 1 dan bagian yang berjarak r 2 dengan suhu T 2 pada dilihat dari penampang melintang kayu Gambar 3.6 Posisi sensor suhu dilihat dari penampang melintang kayu Gambar 3.7 Tampilan awal Logger Pro Gambar 3.8 Tampilan menu Data Gambar 3.9 Tampilan kotak dialog New Calculated Column dan pengaturannya Gambar 3.10 Tampilan menu Insert dan sub menu Graph Gambar 3.11 Tampilan Logger Pro setelah memilih sub menu Graph Gambar 3.12 Tampilan kotak dialog Data Collection dan pengaturannya Gambar 4.1 Grafik hubungan antara suhu pada titik A dan titik B terhadap waktu pada silinder kayu Akasia (l = (9,91 ± 0,05) x10-2 m, r A = (8,3 ± 0,6) x10-3 m, r B = (9,8 ± 0,6) x10-3 m) yang dipanasi menggunakan elemen pemanas dengan daya (7,4 ± 0,4) x10-1 watt Gambar 4.2 Grafik hubungan beda suhu terhadap waktu pada silinder kayu Akasia Akasia (l = (9,91 ± 0,05) x10-2 m, r A = (8,3 ± 0,6) x10-3 m, r B = (9,8 ± 0,6) x10-3 m) yang dipanasi menggunakan elemen pemanas dengan daya (7,4 ± 0,4) x10-1 watt xiv

15 Gambar 4.3 Gambar 4.4 Gambar 4.5 Gambar 4.6 Gambar 4.7 Gambar 4.8 Gambar 4.9 Grafik hubungan beda suhu dan daya listrik untk percobaan pada silinder kayu Akasia (l = (9,91 ± 0,05) x10-2 m, r A = (8,3 ± 0,6) x10-3 m, r B = (9,8 ± 0,6) x10-3 m) Grafik hubungan antara suhu pada titik A dan titik B terhadap waktu pada silinder kayu Jati (l = (10,16 ± 0,05) x10-2 m, r A = (7,5 ± 0,6) x10-3 m, r B = (10,9 ± 0,6) x10-3 m) yang dipanasi menggunakan elemen pemanas dengan daya (13,5 ± 0,5) x10-1 watt Grafik hubungan beda suhu terhadap waktu pada silinder kayu Jati (l = (10,16 ± 0,05) x10-2 m, r A = (7,5 ± 0,6) x10-3 m, r B = (10,9 ± 0,6) x10-3 m) yang dipanasi menggunakan elemen pemanas dengan daya (13,5 ± 0,5) x10-1 watt Grafik hubungan beda suhu dan daya listrik untuk percobaan pada silinder kayu Jati (l = (10,16 ± 0,05) x10-2 m, r A = (7,5 ± 0,6) x10-3 m, r B = (10,9 ± 0,6) x10-3 m) Grafik hubungan antara suhu pada titik A dan titik B terhadap waktu pada silinder kayu Mahoni (l = (10,03 ± 0,05) x10-2 m, r A = (6,9 ± 0,6) x10-3 m, r B = (9,4 ± 0,6) x10-3 m) yang dipanasi menggunakan elemen pemanas dengan daya (7,4 ± 0,4) x10-1 watt Grafik hubungan beda suhu terhadap waktu pada silinder kayu Mahoni (l = (10,03 ± 0,05) x10-2 m, r A = (6,9 ± 0,6) x10-3 m, r B = (9,4 ± 0,6) x10-3 m) yang dipanasi menggunakan elemen pemanas dengan daya (7,4 ± 0,4) x10-1 watt Grafik hubungan beda suhu dan daya listrik untuk percobaan pada silinder kayu Mahoni (l = (10,03 ± 0,05) x10-2 m, r A = (6,9 ± 0,6) x10-3 m, r B = (9,4 ± 0,6) x10-3 m) xv

16 BAB I PENDAHULUAN A. Latar Belakang Termodinamika merupakan salah satu bahasan dalam materi fisika yang membahas tentang panas, dan pertukaran energi dalam suatu sistem. Salah satu hal yang dibahas dalam termodinamika adalah perpindahan panas. Sendok yang tercelup dalam suatu gelas berisi minuman bersuhu tinggi, lambat laun akan mengalami perubahan suhu pada seluruh bagiannya. Ujung sendok yang tidak tercelup awalnya bersuhu lebih rendah dibandingkan ujung sendok yang tercelup. Lama kelamaan, ujung sendok yang tidak tercelup akan bertambah suhunya. Hal ini karena adanya kalor yang mengalir dari ujung sendok yang tercelup menuju ujung sendok yang tidak tercelup. Aliran kalor ini menyebabkan perubahan suhu pada bagian-bagian yang dilaluinya. Kejadian ini sering disebut dengan konduksi termal [Tipler, 1998]. Konduksi merupakan salah satu mekanisme perpindahan kalor. Selain konduksi, kalor dapat berpindah dengan cara konveksi dan radiasi. Konduksi terjadi karena adanya perbedaan suhu antara dua buah bagian dalam satu sistem. Aliran kalor yang terjadi selama konduksi berasal dari bagian yang memiliki suhu lebih tinggi menuju bagian yang memiliki suhu lebih rendah. Konduksi umumnya terjadi pada benda padat, namun pada beberapa kasus bisa juga terjadi pada fluida. Kalor dihantarkan melalui interaksi antar molekul-molekul yang berdekatan satu sama lain dalam benda tersebut. Proses perpindahan kalor secara konduksi tidak disertai perpindahan molekulmolekul penyusun bahan [Kreith, 1964]. Konduktivitas termal merupakan suatu koefisien yang menyatakan kemampuan suatu bahan dalam menghantarkan kalor. Semakin baik suatu bahan menghantarkan kalor, maka nilai koefisien konduktivitas termal bahan tersebut semakin besar. Sebaliknya jika bahan tersebut kurang baik dalam menghantarkan kalor, maka nilai koefisien konduktivitas termalnya kecil. Bahan dengan nilai koefisien konduktivitas termal yang besar disebut dengan 1

17 2 konduktor. Sedangkan bahan dengan nilai koefisien konduktivitas termal yang kecil disebut isolator. Sebagian besar jenis logam merupakan konduktor, sedangkan kayu dan plastik merupakan contoh bahan yang termasuk isolator [Kreith, 1964; Kern, 1965; Giancoli, 2001]. Banyak penelitian yang membahas tentang konduktivitas termal suatu bahan. Salah satu bahan yang digunakan dalam penelitian-penelitian tersebut adalah kayu. Penelitian-penelitian tersebut menggunakan set alat Lee s Disc untuk menentukan nilai koefisien konduktivitas termalnya. Set alat Lee s Disc terdiri dari statip yang digantungi oleh keping uap, keping logam, dan keping bahan yang ingin diteliti. Keping bahan yang ingin diteliti diletakkan diantara keping uap dan keping logam. Keping uap berada di atas bahan, sedangkan keping logam berada di bawah keping bahan. Keping uap dihubungan dengan selang pada tabung lain yang berisi air dan dipanasi. Suhu keping uap dan keping logam kemudian dimonitor menggunakan termometer raksa. Setelah suhu pada keping uap dan keping logam cenderung konstan, keping uap dipindahkan. Pada keadaan ini, suhu keping logam mencapai keadaan stabil. Keping logam kemudian dipanasi menggunakan heater hingga suhunya naik 10 o C dari suhu pada keadaan stabil. Kemudian, heater dipindahkan dan suhu keping logam dimonitor setiap 30 detik menggunakan termometer raksa hingga suhunya turun 10 o C di bawah suhu pada keadaan stabil [Alam et al, 2012; Aggrey-Smith et al, 2016; Vasubsbu et al, 2015]. Panas berasal dari keping uap tidak sepenuhnya mengalir menuju keping bahan, namun juga menyebar ke lingkungan. Hal ini menyebabkan perpindahan panas tidak sepenuhnya melalui proses konduksi. Penelitian lain terkait penentuan nilai koefisien konduktivitas termal suatu bahan juga telah dilakukan, yaitu penelitian tentang konduksi panas pada silinder berongga. Penelitian tersebut menggunakan kayu, plastik, dan beberapa jenis logam untuk diteliti. Bahan-bahan tersebut kemudian dibentuk menjadi silinder berongga, kemudian dipanaskan menggunakan elemen pemanas. Elemen pemanas yang digunakan terbuat dari hambatan listrik berupa kawat yang diselubungi oleh pipa aluminium. Elemen pemanas

18 3 dimasukkan ke dalam silinder berongga, hal ini bertujuan agar panas yang berasal dari pemanas sepenuhnya diberikan pada bahan. Sehingga panas berpindah secara konduksi sepenuhnya pada bahan dan tidak menyebar ke lingkungan. Jumlah panas yang dialirkan oleh elemen pemanas dapat diketahui dengan menghitung daya listrik yang digunakan. Suhu pada bagian poros silinder dan suhu pada bagian permukaan luar silinder kemudian dimonitor menggunakan termometer raksa. Pengamatan dilakukan hingga keadaan konduksi pada bahan stabil. Hal ini ditunjukkan oleh nilai suhu yang relatif konstan pada termometer raksa [Ortuno et al, 2001]. Termometer raksa yang digunakan sebagai alat untuk memonitor perubahan suhu pada bahan dirasa kurang efektif. Nilai yang didapatkan dari hasil pembacaan pada termometer raksa terkadang berada pada di antara garis-garis skala termometer raksa. Hal ini menyebabkan peneliti perlu melakukan perkiraan nilai yang didapatkan dari hasil pengukuran. Beberapa keterbatasan alat konvensional dalam menampilkan hasil pengukuran menyebabkan kesulitan dalam penelitian. Sehingga dikembangkan peralatan-peralatan yang berbasis komputer. Penelitianpenelitian berbasis komputer juga telah banyak dilakukan. Salah satu penelitian yang pernah dilakukan adalah penelitian tentang analisa proses pendinginan pada beberapa jenis bejana. Penelitian tersebut menggunakan sensor suhu dan software Logger Pro untuk memonitor penurunan suhu air pada bejana. Jangka waktu yang diperlukan dalam pengambilan data terbilang cukup lama, sehingga penggunaan sensor suhu sangat membantu peneliti. Hasil yang didapatkan juga lebih akurat dan lebih mudah diolah menggunakan software Logger Pro [Natalia, 2015]. Penelitian ini bertujuan untuk menentukan nilai koefisien konduktivitas termal dari beberapa jenis kayu. Kayu-kayu yang diteliti dibentuk menjadi silinder berongga kemudian dipanaskan menggunakan elemen pemanas pada bagian poros kayu. Hal tersebut dilakukan supaya panas diberikan sepenuhnya kepada kayu dan tidak hilang ke lingkungan. Perubahan suhu pada dua buah titik pada kayu dimonitor menggunakan sensor suhu yang

19 4 terhubung ke interface Lab Pro. Penggunaan sensor suhu bertujuan mengatasi kesulitan pembacaan yang mungkin terjadi jika menggunakan termometer raksa. Data kemudian ditampilkan pada software Logger Pro yang telah terinstall di laptop. Data yang didapatkan kemudian digunakan untuk mencari nilai koefisien konduktivitas termal dari beberapa jenis kayu. Penelitian ini memberi informasi kepada masyarakat tentang kayu yang lebih baik dalam mengisolasi panas. Banyak perabot dapur seperti serok yang terbuat dari kayu ataupun pegangan wajan atau panci. Penggunaan kayu yang tepat dapat menghindari cedera pada tangan akibat suhu tinggi ketika memasak. Selain itu, dalam konstruksi bangunan, rangka atap dan dinding bangunan sering menggunakan kayu sebagai bahan penyusunnya. Penggunaan kayu bertujuan untuk membuat bagian dalam rumah tidak terasa panas. Hasil penelitian ini diharapkan dapat menjadi pertimbangan dalam memilih jenis kayu yang hendak digunakan dalam bahan konstruksi bangunan. Selain dalam bidang bangunan dan perabot rumah tangga, penelitian ini juga diharapkan dapat berguna bagi bidang pendidikan. Para guru diharapkan dapat menjadikan metode yang dilakukan pada penelitian ini sebagai referensi dalam melaksanakan praktikum. Mengingat praktikum pada jenjang SMA sangat diperlukan bagi peserta didik sebagai sarana pendukung dalam memahami teori-teori fisika yang ada. Dengan metode yang digunakan dalam penelitian ini diharapkan siswa lebih memahami konsep perpindahan panas terutama konduksi. Metode dalam penelitian ini juga dapat digunakan untuk praktikum pada tingkat universitas. B. Rumusan Masalah 1. Bagaimana metode untuk menentukan koefisien konduktivitas termal suatu bahan? 2. Berapa nilai koefisien konduktivitas termal untuk kayu Akasia, kayu Jati, dan kayu Mahoni?

20 5 C. Batasan Masalah Batasan masalah dalam penelitian ini adalah : 1. Software yang digunakan untuk memonitor suhu kayu, serta mengolah data adalah Logger Pro. 2. Bahan yang digunakan adalah kayu Akasia, kayu Jati, dan kayu Mahoni. 3. Kayu dibentuk menjadi silinder dengan jari-jari dalam r 1 dan jari-jari luar r 2, dengan panjang l. 4. Elemen pemanas terbuat dari hambatan termal yang diselubungi aluminium, dengan panjang elemen pemanas l. D. Tujuan Penelitian 1. Mengetahui metode untuk menentukan koefisien konduktivitas termal suatu bahan. 2. Mengetahui nilai koefisien konduktivitas termal dari kayu Akasia, kayu Jati, dan kayu Mahoni. E. Manfaat Penelitian 1. Mengetahui cara untuk menganalisis data menggunakan software Logger Pro. 2. Mengetahui jenis bahan yang baik untuk perabot rumah tangga, khususnya perabot dapur. 3. Mengetahui jenis kayu yang tepat untuk bahan konstruksi bangunan yang menyejukkan ruangan. 4. Menjadi referensi dalam melakukan praktikum di tingkat SMA ataupun universitas, khususnya pada materi perpindahan panas secara konduksi. F. Sistematika Penulisan Sistematika penulisan laporan ini adalah sebagai berikut: 1. BAB I Pendahuluan Dalam bab ini disampaikan latar belakang, rumusan masalah, batasan masalah, tujuan penelitian, manfaat penelitian, dan sistematika penulisan.

21 6 2. BAB II Dasar Teori Dalam bab ini dijelaskan mengenai teori-teori yang digunakan 3. BAB III Metode Penelitian Dalam bab ini dijelaskan mengenai metode pengambilan data dan metode untuk menganalisinya. 4. BAB IV Hasil dan Pembahasan Dalam bab ini disampaikan hasil penelitian serta pembahasan hasil penelitian. 5. BAB V Kesimpulan dan Saran

22 BAB II DASAR TEORI A. Suhu dan Kalor Dalam kehidupan sehari-hari sering digunakan istilah suhu. Istilah suhu sering digunakan oleh beberapa orang untuk menanyakan atau menyatakan keadaan suatu benda. Keadaan yang dimaksud di sini adalah derajat panas atau dinginnya suatu benda. Suhu menyatakan besarnya energi kinetik molekuler dalam sebuah benda. Semakin besar energi kinetik molekuler sebuah benda, maka makin besar pula nilai suhu yang dimiliki benda tersebut. Untuk menyatakan nilai suhu, digunakan beberapa satuan. Satuan-satuan tersebut adalah Celcius, Reamur, Fahrenheit, dan Kelvin. [Tipler, 1998; Giancoli, 2001]. Ketika 2 buah benda yang memiliki perbedaan suhu bersentuhan satu sama lain, akan terjadi perpindahan kalor. Kalor merupakan suatu bentuk energi yang mengalir ketika terdapat perbedaan suhu antara dua buah benda. Umumnya kalor mengalir dari benda atau sistem bersuhu tinggi menuju benda atau sistem bersuhu rendah. Aliran kalor tidak hanya terjadi antara benda ke benda, namun juga antara benda ke lingkungannya. Kalor tidak dimiliki oleh benda tertentu, meskipun suhu benda tersebut tinggi. Kalor dipahami sebagai suatu aliran yang dipengaruhi oleh perbedaan suhu antara dua buah sistem atau lebih. Bila dua buah sistem yang berbeda suhunya disentuhkan satu sama lain, lambat laun kedua sistem tersebut akan memiliki suhu yang sama. Keadaan ini sering disebut dengan kesetimbangan termal. Pada keadaan ini, tidak ada kalor lagi yang mengalir. Kalor dinyatakan dalam satuan kalori. Kalori didefinisikan sebagai kalor yang dibutuhkan untuk menaikkan suhu 1 gram air sebesar 1 derajat Celcius [Djojodihardjo, 1985 ; Giancoli, 2001]. 7

23 8 B. Konduktivitas Termal Ketika terdapat perbedaan suhu antara dua buah titik pada suatu benda, maka kalor akan mengalir dari ujung yang bersuhu lebih tinggi menuju ujung yang bersuhu lebih rendah. Hal yang sama juga terjadi ketika dua buah benda yang memiliki perbedaan suhu tertentu disentuhkan sama lain. Perpindahan kalor tersebut sering disebut dengan konduksi. Pada proses konduksi, kalor dihantarkan melalui interaksi antar atom-atom dalam medium tersebut. Proses ini tidak disertai dengan perpindahan atom-atom dalam medium tersebut. Ketika suatu bagian dalam suatu medium dipanaskan, atom-atom pada bagian tersebut akan bergetar. Hal ini diakibatkan atom-atom tersebut mengalami kenaikan suhu, sehingga energi kinetik atom-atom tersebut bertambah. Akibatnya, atom-atom tersebut menumbuk atom-atom di sekitarnya. Atomatom yang tertumbuk mengalami kenaikan suhu dan energi kinetiknya juga bertambah. Proses tersebut terjadi secara berantai, sehingga terjadi aliran energi dari ujung yang bersuhu tinggi menuju ujung yang bersuhu rendah. Energi yang dialirkan akibat proses tersebut adalah kalor [Kreith, 1958 ; Tipler, 1998]. Aliran kalor pada proses konduksi ditunjukkan pada gambar 2.1. Ketika sebuah balok dengan konduktivitas termal k memiliki beda suhu antara kedua sisinya, maka akan terjadi aliran kalor. Kalor mengalir dari sisi balok yang bersuhu lebih tinggi T 1 pada koordinat x 1 menuju sisi balok yang bersuhu lebih rendah T 2 pada koordinat x 2, melalui luas bidang A. Bagian bersuhu tinggi T 1 T 2 Bagian bersuhu rendah A Arah aliran kalor x 1 x 2 Gambar 2.1 Konduksi kalor pada balok

24 9 Besarnya kalor yang mengalir tiap satu satuan waktu melalui bidang balok dapat dinyatakan dengan persamaan [Kern, 1965 ; Naga, 1991]: H T x 2 1 ka (2.1) 2 T x dt H ka (2.2) dx dengan, H : kalor yang mengalir tiap satu satuan waktu (Watt) k : koefisien konduktivitas termal (W/m. o C) A : luas bidang yang dilalui kalor (m 2 ) dt : selisih suhu ( o C) dx : tebal bahan (m) 1 Tanda negatif menunjukkan kalor mengalir dari bagian yang bersuhu lebih tinggi menuju bagian yang bersuhu lebih rendah. Nilai k merupakan nilai yang menunjukkan konduktivitas termal suatu bahan. Konduktivitas termal merupakan koefisien yang menunjukkan kemampuan suatu bahan dalam menghantarkan kalor. Nilai k untuk masing-masing bahan berbedabeda. Semakin besar nilai k maka semakin baik kemampuan suatu bahan dalam menghantarkan kalor secara konduksi. Sebaliknya, semakin kecil nilai k, maka semakin buruk kemampuan bahan tersebut dalam menghantarkan kalor secara konduksi. Bahan-bahan yang baik dalam menghantarkan kalor secara konduksi disebut dengan konduktor. Sedangkan bahan-bahan yang buruk dalam menghantarkan kalor secara konduksi disebut isolator. Sebagian besar logam termasuk ke dalam konduktor. Sedangkan bahan seperti kayu, wol, fiberglass, dan plastik merupakan beberapa contoh isolator [Giancoli, 2001; Kreith, 1958]. C. Konduksi pada Silinder Berongga Persamaan (2.2) menjelaskan besarnya kalor yang mengalir pada suatu benda. Aliran kalor berasal dari salah satu bidang yang bersuhu lebih tinggi menuju bidang lainnya yang bersuhu lebih rendah. Pada balok di gambar 2.1,

25 10 luas area yang dilalui oleh kalor memiliki nilai yang tetap. Pada silinder berongga, luas area yang dilalui oleh kalor memiliki besar yang berbedabeda. Luas area yang dilalui kalor merupakan luas bidang selimut silinder. Luas bidang selimut silinder dengan penampang berupa lingkaran yang memiliki jari-jari r dan memiliki panjang l adalah A s. Gambar 2.2 menunjukkan luas bidang selimut silinder berongga [Kreith, 1958]. dengan, A s : luas bidang selimut silinder (m 2 ) r : jari-jari penampang silinder (m) l : panjang silinder (m) A s 2 π r l (2.3) r Gambar 2.2 Penampang melintang silinder berongga dan penampang membujur silinder berongga. l Ketika bagian dalam silinder berongga diberi sumber panas berupa heater, maka akan terjadi aliran kalor. Aliran kalor berasal dari bidang selimut silinder yang bersentuhan langsung dengan heater yang memiliki jari-jari r 1 menuju bidang selimut silinder dengan jari-jari r 2. Bidang selimut silinder yang memiliki jari-jari r 1 memiliki suhu T 1 dan bidang selimut silinder yang memiliki jari-jari r 2 memiliki suhu T 2. Arah aliran kalor pada silider berongga ditunjukkan pada gambar 2.3. H T 2 H r 2 T 1 r 1 Gambar 2.3 Arah aliran kalor pada silinder berongga dengan jari-jari dalam r 1 dan jarijari luar r 2.

26 11 Besarnya kalor yang mengalir dari pada bidang selimut silinder dengan jarijari r 1 menuju bidang selimut silinder dengan jari-jari r 2 adalah: dt H k 2 r l (2.5) dr H dr k 2 l dt (2.6) r r2 H ln k 2 π l (T2 - T 1) r (2.7) 1 k 2 π l H ΔT (2.8) ln r2 r 1 Berbeda dengan bidang balok, pada bidang silinder, luas permukaan yang dilalui kalor pada bidang selimut silinder berbeda untuk tiap nilai jari-jarinya. Ketika kalor mengalir dari titik yang berjarak r 1 dari poros silinder menuju titik yang berjarak r 2 dari poros silinder, maka besarnya kalor yang mengalir mengikuti persamaan (2.8) [Kern, 1965; Kreith, 1958; Naga, 1991]. D. Hukum Kekekalan Energi dan Daya Energi didefinisikan sebagai kemampuan suatu benda untuk melakukan kerja. Beberapa bentuk energi yang paling sering ditemui dalam kehidupan sehari-hari adalah energi gerak, energi panas, dan energi listrik, serta energi cahaya. Sebuah benda secara umum memiliki energi total dengan jumlah yang konstan. Energi total dari benda tersebut merupakan kombinasi dari beberapa bentuk energi. Ketika sebuah benda melepas sejumlah energi, energi lain akan masuk ke dalam benda tersebut. Sebaliknya, ketika sebuah benda mendapat sejumlah energi, benda tersebut juga akan melepas sejumlah energi. Sebagai contoh, sebuah lampu pijar yang dihubungkan dengan sumber tegangan akan menerima energi listrik. Lampu pijar tersebut kemudian menyala dan bertambah suhunya. Hal ini menunjukkan bahwa lampu pijar tersebut melepaskan sejumlah energi berupa energi panas dan energi cahaya. Besarnya energi yang dilepaskan oleh sebuah benda tiap satu satuan waktu

27 12 dikenal dengan istilah daya. Besarnya daya dalam kehidupan sehari-hari sering dinyatakan dalam satuan Watt. [Giancoli, 2001; Tipler, 1998; Alonso & Finn, 1966; Sears & Zemansky, 1960]. Sebuah pemanas yang dihubungkan dengan sumber tegangan PLN akan menerima energi listrik. Energi listrik ini kemudian diubah menjadi energi panas atau kalor. Besarnya energi listrik yang diterima oleh suatu sistem atau benda (dalam kasus ini pemanas) tiap satu satuan waktu disebut dengan daya listrik. Besarnya daya listrik yang diterima oleh suatu sistem atau sebuah benda merupakan hasil kali antara nilai tegangan dan kuat arus yang mengalir pada benda tersebut. dengan, P : daya listrik (watt) V : tegangan (volt) I : kuat arus (ampere) P V I (2.9) Ketika pemanas tersebut digunakan untuk memanaskan suatu bahan berbentuk silinder berongga, maka besarnya kalor yang mengalir pada bahan mengikuti persamaan (2.8). Kalor yang dihasilkan merupakan hasil konversi dari energi listrik yang diterima oleh pemanas. Kalor yang mengalir tiap satu satuan waktu sama dengan daya listrik yang digunakan pemanas. Sehingga persamaan (2.8) dapat dituliskan menjadi: k 2 π l P ΔT (2.10) ln r2 r 1 dengan, P : daya listrik (watt) k : koefisien konduktivitas termal (W/m o C) l : panjang silinder (meter) r 1 : jarak titik pertama dari poros silinder (meter) r 2 : jarak titik kedua dari poros silinder (meter) T : beda suhu antara titik pertama dan titik kedua ( o C)

28 13 Berdasarkan persamaan (2.10), perbedaan suhu yang terjadi pada bahan berbanding lurus dengan nilai daya listrik yang digunakan oleh pemanas. Perubahan suhu yang terjadi pada bahan disebabkan oleh panas yang diberikan oleh pemanas. Sehingga, nilai beda suhu yang terjadi pada bahan ditentukan oleh nilai daya listrik yang digunakan pemanas. Berdasarkan hal tersebut, persamaan (2.10) dapat dituliskan menjadi: ln r2 r 1 ΔT P (2.11) k 2 π l

29 BAB III METODE PENELITIAN A. Persiapan Alat Alat dan bahan yang digunakan dalam penelitian ini antara lain: 1. Kayu Kayu yang digunakan dalam penelitian ini adalah kayu akasia, kayu jati, dan kayu mahoni. Kayu-kayu tersebut kemudian dibentuk menjadi silinder berongga. 2. Elemen pemanas Elemen pemanas yang digunakan dalam penelitian ini berbentuk tabung. Elemen pemanas ini terbuat dari lilitan kawat nikelin berdiameter 0,15 mm yang selubungi pipa aluminium. Untuk menjaga kawat nikelin berada pada bagian dalam aluminium, digunakan Plastic Steel untuk menutup lubang pipa aluminium. 3. Amperemeter Amperemeter yang digunakan merupakan amperemeter untuk arus bolak balik. Hal ini dikarenakan arus listrik yang hendak diukur berasal dari sumber tegangan bolak balik PLN. 4. Multimeter Multimeter digunakan untuk mengukur tegangan yang digunakan selama penelitian. 5. Slide regulator Slide regulator berfungsi untuk mengatur besarnya tegangan yang digunakan selama penelitian. 6. Sensor Suhu Sensor suhu digunakan untuk merekam perubahan suhu pada kayu tiap satu satuan waktu. Sensor suhu yang digunakan merupakan produk Vernier bernama Stainless Steel Temperature Probe Sensor. Sensor suhu yang digunakan memiliki batas ukur suhu mulai dari -40 o C hingga 135 o C. Resolusi yang dimiliki oleh sensor suhu adalah 0,17 o C pada suhu 14

30 15-40 o C sampai 0 o C, 0,03 o C pada suhu 0 o C sampai 40 o C, 0,1 o C pada suhu 40 o C sampai 100 o C, dan 0,25 o C pada suhu 100 o C sampai 135 o C [ 7. Interface Interface merupakan alat yang digunakan untuk menyambungkan sensor suhu dan laptop. Tujuannya agar hasil rekaman sensor suhu dapat ditampilkan pada laptop untuk kemudian diolah. Interface yang digunakan dalam penelitian ini adalah interface LabPro. 8. Laptop Laptop digunakan untuk menampilkan hasil rekaman sensor suhu, serta menyimpan hasil rekaman. Selanjutnya, hasil rekaman dianalisa menggunakan software LoggerPro yang telah terinstall di laptop. Alat dan bahan kemudian dirangkai seperti gambar 3.1 dan Gambar 3.1 Skema rangkaian alat dan bahan penelitian Keterangan gambar : 1. Sumber tegangan 2. Slide regulator 3. Amperemeter AC 4. Kayu dan elemen pemanas di dalamnya 5. Sensor suhu

31 16 6. Interface Lab Pro 7. Laptop Gambar 3.2 Foto rangkaian alat dan bahan penelitian Elemen pemanas yang digunakan dalam penelitian ini merupakan elemen pemanas elektrik. Elemen pemanas terbuat dari kumparan kawat nikelin yang diselubungi oleh pipa aluminium dengan diameter penampang pipa 9 mm. Kayu yang hendak diteliti dibentuk menjadi silinder pejal yang dibor pada bagian porosnya. Besarnya diameter hasil pemboran kayu memiliki besar yang sama dengan diameter elemen pemanas. Tujuannya supaya ketika elemen pemanas dimasukkan pada kayu, elemen pemanas mengalami kontak langsung dengan kayu. Pada keadaan ini, panas yang nanti dihasilkan oleh elemen pemanas ditransfer sepenuhnya pada kayu. selain itu, ukuran panjang elemen pemanas dan silinder kayu juga dibuat relatif sama. Tujuannya supaya elemen pemanas sepenuhnya berada di dalam kayu dan tidak ada panas yang menyebar ke lingkungan. Besarnya panas yang dilepaskan oleh elemen pemanas tiap satu satuan waktu pada keadaan ini sama dengan daya listrik yang digunakan oleh elemen pemanas.

32 17 Kayu Elemen pemanas Gambar 3.3. Posisi elemen pemanas di dalam silinder kayu. Ketika elemen pemanas dihubungkan pada sumber tegangan PLN, elemen pemanas akan mengalami kenaikan suhu. Perbedaan suhu antara elemen pemanas dan kayu menyebabkan aliran kalor. Arah aliran kalor pada keadaan ini ditunjukkan oleh gambar 3.4. H H H H H H H H Gambar 3.4. Arah aliran kalor (H) pada silinder kayu dilihat dari penampang melintang kayu. Kalor mengalir ke segala arah, atau dapat dikatakan mengalir secara radial. Karena hal tersebut, maka bagian-bagian yang terletak pada jarak yang sama dari poros silinder memiliki suhu yang sama. Pada gambar 3.6, bagian kayu yang berjarak r 1 dari poros silinder memiliki suhu yang sama besar pada setiap bagiannya. Bagian kayu yang berjarak r 2 dari poros silinder juga memiliki suhu yang sama pada setiap bagiannya. Bagian-bagian kayu yang berjarak r 1 dan r 2 digambarkan dengan bentuk lingkaran dengan sisi putusputus.

33 18 T 2 r 2 r 1 T 1 Gambar 3.5. Bagian yang berjarak r 1 dengan suhu T 1 dan bagian yang berjarak r 2 dengan suhu T 2 dilihat dari penampang melintang kayu. Suhu pada dua buah titik pada kayu dimonitor menggunakan sensor suhu. Posisi sensor suhu yang digunakan untuk memonitor suhu pada titik A (bentuk persegi) yang berjarak r A dari poros silinder dan titik B (bentuk lingkaran) yang berjarak r B dari poros silinder dapat dilihat pada gambar 3.6. A B Gambar 3.6. Posisi sensor suhu dilihat dari penampang melintang kayu. B. Pengambilan Data Dalam penelitian ini, data yang dicari adalah perbedaan suhu antara dua buah titik yang berada di dalam kayu. Langkah-langkah untuk mendapatkan data tersebut adalah sebagai berikut, 1. Merangkai alat seperti pada gambar (3.1). 2. Mengatur tampilan Logger Pro (Gambar 3.7).

34 19 Gambar 3.7. Tampilan awal Logger Pro 3. Menambahkan kolom Perbedaan Suhu pada tabel yang tercantum dalam Logger Pro dengan memilih sub menu New Calculated Column pada menu Data (Gambar 3.8), kemudian mengatur nilai-nilai pada kotak dialog New Calculated Column (Gambar 3.9). Gambar 3.8. Tampilan menu Data Gambar 3.9. Tampilan kotak dialog New Calculated Column dan pengaturannya

35 20 4. Menambahkan grafik beda suhu dengan memilih sub menu Graph pada menu Insert (Gambar 3.10). Gambar Tampilan menu Insert dan sub menu Graph Gambar Tampilan Logger Pro setelah memilih sub menu Graph 5. Mengatur durasi perekaman dengan memilih menu Data Collection (Gambar 3.12). Data suhu direkam setiap 30 detik selama kurang lebih 1,5 jam hingga 2 jam.

36 21 Menu Data Collection Gambar Tampilan kotak dialog Data Collection dan pengaturannya 6. Mengatur slide regulator untuk memberikan tegangan dengan nilai tertentu dalam rangkaian. 7. Merekam perubahan suhu pada kayu dengan menekan Collect. Pengumpulan data dihentikan ketika grafik beda suhu sudah relatif konstan. 8. Mencatat nilai kuat arus dan tegangan pada rangkaian. 9. Melakukan langkah 6 sampai 8 kembali untuk 4 atau 5 nilai tegangan yang berbeda. Nilai tegangan diatur menggunakan slide regulator. 10. Melakukan langkah 3 sampai 9 kembali untuk jenis kayu yang berbeda. C. Analisa Data 1. Perbedaan Suhu antara Dua Titik pada Kayu Data yang direkam oleh Logger Pro merupakan data perubahan suhu pada dua buah titik yang berada pada kayu. Titik-titik tersebut kemudian diberi nama titik A dan titik B. Titik A merupakan titik yang berada pada jarak r A dari poros silinder kayu. Titik B merupakan titik yang berada pada jarak r B dari poros silinder kayu. Suhu pada kedua buah titik direkam

37 22 setiap 30 detik hingga suhu pada kedua buah titik tersebut relatif konstan. Hal ini dapat dilihat dengan bentuk grafik perubahan suhu yang ditampilkan oleh Logger Pro. Ketika grafik yang ditampilkan sudah cenderung landai, maka proses perekaman data dihentikan. Nilai perbedaan suhu antara dua buah titik yaitu titik A dan titik B kemudian dicari menggunakan data-data yang didapatkan pada grafik perubahan suhu antara titik A dan titik B terhadap waktu. Setelah didapatkan grafik hubungan beda suhu terhadap waktu, dicari kurva grafik yang cenderung landai. Kurva grafik yang cenderung landai menunjukkan nilai beda suhu yang relatif konstan. Data-data yang termasuk dalam range kurva grafik yang cenderung landai tersebut kemudian dicari nilai rataratanya. Nilai rata-rata inilah yang kemudian digunakan dalam perhitungan nilai koefisien konduktivitas termal kayu. 2. Koefisien Konduktivitas Termal Nilai koefisien konduktivitas dapat dihitung dengan terlebih dulu mengetahui nilai beberapa besaran. Besaran-besaran tersebut adalah daya listrik, jarak dua buah titik terhadap poros silinder, beda suhu antara dua buah titik tersebut, dan panjang silinder berongga. Selain daya listrik dan beda suhu, semua besaran yang digunakan dalam perhitungan memiliki nilai yang konstan. Nilai koefisien konduktivitas termal ditentukan menggunakan grafik hubungan antara beda suhu antara dua buah titik pada kayu ( T) terhadap daya listrik (P). Daya listrik yang digunakan menunjukkan besarnya kalor yang dilepaskan oleh elemen pemanas setiap satu satuan waktu. Grafik hubungan beda suhu terhadap daya listrik yang diperoleh merupakan grafik linear dengan persamaan grafik: dt = mp + b (3.1) dengan, dt : beda suhu ( o C) m : gradien grafik ( o C/Watt) P : daya listrik (Watt) b : konstanta

38 23 Berdasarkan persamaan (2.11) dan (3.1), diperoleh persamaan gradien grafik: r2 ln r 1 m (3.2) k 2 π l Berdasarkan persamaan (3.2), nilai koefisien konduktivitas termal dapat dihitung menggunakan persamaan: r2 ln r 1 k (3.3) m 2 π l

39 BAB IV HASIL DAN PEMBAHASAN A. Hasil Kayu yang digunakan dalam penelitian ini adalah kayu Akasia, kayu Jati, dan kayu Mahoni. Ketiga kayu tersebut diteliti menggunakan metode yang sama. Kayu-kayu tersebut dipanasi menggunakan elemen pemanas menggunakan daya listrik yang berbeda-beda. Hal ini bertujuan untuk melihat perubahan suhu yang terjadi pada kayu. Kemudian, dari perubahan suhu tersebut dilihat besarnya nilai perbedaan suhu antara dua buah titik pada kayu. Grafik hubungan antara beda suhu terhadap daya listrik dibuat untuk menentukan nilai koefisien konduktivitas termal masing-masing kayu. 1. Spesifikasi Kayu No. Kayu yang akan diteliti terlebih dahulu dibentuk menjadi silinder berongga. Kayu kemudian dibor pada dua buah tempat, sehingga didapatkan dua buah lubang sebagai tempat memasukkan sensor suhu. Titik-titik tersebut dinamai sebagai titik A dan titik B. Titik A memiliki jarak r A terhadap poros silinder dan titik B memiliki jarak r B terhadap poros silinder. Hasil pengukuran dapat dilihat pada tabel 4.1 Tabel 4.1 Spesifikasi Kayu Jenis Kayu Panjang Kayu (x10-2 m) Jarak Titik A terhadap poros (r A ) (x10-3 m) Jarak Titik B terhadap poros r B (x10-3 m) 1 Akasia 9,91 ± 0,05 8,3 ± 0,6 9,8 ± 0,6 2 Jati 10,16 ± 0,05 7,5 ± 0,6 10,9 ± 0,6 3 Mahoni 10,03 ± 0,05 6,9 ± 0,6 9,4 ± 0,6 Data pengukuran secara lengkap dapat dilihat pada lampiran 1. 24

40 25 2. Penentuan Nilai Koefisien Konduktivitas Termal Kayu Akasia Kayu Akasia yang telah dibentuk menjadi silinder dengan panjang (9,91 ± 0,05) x10-2 m dan dibor pada dua buah titik dengan jarak masingmasing dari poros silinder adalah r A = (8,3 ± 0,6) x10-3 m dan r B = (9,8 ± 0,6) x10-3 m dipanasi menggunakan elemen pemanas. Daya yang digunakan dibuat bervariasi untuk mendapatkan nilai beda suhu yang berbeda-beda. Nilai daya listrik divariasi dengan mengatur nilai tegangan yang digunakan oleh elemen pemanas. Slide regulator digunakan untuk mengatur besarnya tegangan yang digunakan pada elemen pemanas. Pertama-tama, besarnya tegangan yang digunakan diatur sebesar (7,4 ± 0,1) volt. Nilai kuat arus yang ditunjukkan oleh amperemeter adalah (10,0 ± 0,5) x 10-2 A. Nilai daya listrik merupakan hasil kali antara tegangan dan kuat arus. Nilai daya listrik dihitung menggunakan persamaan (2.9) dan didapatkan nilai 7,4 x 10-1 watt. Nilai ketidakpastian yang didapatkan dari hasil perhitungan adalah ± 4 x 10-1 watt. Elemen pemanas kemudian mengalami kenaikan suhu, sehingga terdapat perbedaan suhu antara elemen pemanas dan kayu. Hal ini menyebabkan terjadinya aliran kalor yang berasal dari elemen pemanas menuju kayu. Adanya aliran kalor menyebabkan kenaikan suhu pada setiap titik pada kayu. Data perubahan suhu pada dua titik pada kayu dimonitor oleh Logger Pro, kemudian dihasilkan grafik perubahan suhu pada titik A dan titik B. Gambar 4.1 merupakan grafik hubungan antara suhu pada titik A dan titik B terhadap waktu pada silinder kayu Akasia yang dipanasi menggunakan elemen pemanas dengan daya listrik (7,4 ± 0,4) x10-1 watt.

41 26 Gambar 4.1. Grafik hubungan antara suhu pada titik A dan titik B terhadap waktu pada silinder kayu Akasia (l = (9,91 ± 0,05) x10-2 m, r A = (8,3 ± 0,6) x10-3 m, r B = (9,8 ± 0,6) x10-3 m) yang dipanasi menggunakan elemen pemanas dengan daya (7,4 ± 0,4) x10-1 watt. Setelah didapatkan grafik seperti yang ditunjukkan pada gambar 4.1, dibuatlah grafik hubungan beda suhu terhadap waktu seperti pada gambar 4.2. Grafik pada gambar 4.2 digunakan untuk mencari nilai beda suhu antara titik A dan titik B pada keadaan konduksi yang stabil. Hal ini ditunjukkan oleh kurva grafik beda suhu yang cenderung landai.

42 27 Gambar 4.2. Grafik hubungan beda suhu terhadap waktu pada silinder kayu Akasia Akasia (l = (9,91 ± 0,05) x10-2 m, r A = (8,3 ± 0,6) x10-3 m, r B = (9,8 ± 0,6) x10-3 m) yang dipanasi menggunakan elemen pemanas dengan daya (7,4 ± 0,4) x10-1 watt. Data grafik perubahan suhu pada titik A dan titik B, grafik beda suhu, dan tabel data percobaan secara lengkap dapat dilihat pada lampiran 2. Data-data pada kurva grafik yang cenderung landai dihitung rataratanya. Daerah yang diblok pada grafik di gambar 4.2 merupakan daerah kurva grafik yang cenderung landai. Nilai beda suhu yang didapatkan dari hasil perhitungan nilai beda suhu rata-rata adalah (0,6 ± 0,1) o C. Setelah didapatkan nilai beda suhu pada percobaan menggunakan elemen pemanas dengan daya (7,4 ± 0,4) x10-1 watt, kayu dibiarkan turun suhunya. Setelah suhu kayu mendekati suhu ruangan (sekitar 28 o C hingga 30 o C), kayu dipanasi kembali menggunakan elemen pemanas dengan daya listrik yang berbeda. Langkah yang sama dilakukan untuk mendapatkan data beda suhu antara titik A dan titik B untuk masingmasing nilai daya listrik yang digunakan oleh elemen pemanas. Data-data yang didapatkan, yaitu nilai tegangan, kuat arus, daya listrik, dan beda suhu antara titik A dan titik B yang dimasukkan ke dalam tabel 4.3.

43 28 Tabel 4.2. Hubungan Beda Suhu terhadap Daya Listrik yang Digunakan Elemen Pemanas yang Diberi Nilai Tegangan dan Kuat Arus Tertentu pada Silinder Kayu Akasia. No. Tegangan (volt) Kuat Arus Daya Listrik Beda Suhu (x10-2 A) (x10-1 W) ( o C) 1 7,4 ± 0,1 10,0 ± 0,5 7,4 ± 0,4 0,6 ± 0,1 2 10,0 ± 0,5 15,0 ± 0,5 15,0 ± 0,9 1,3 ± 0,2 3 13,0 ± 0,5 20,0 ± 0,5 26,0 ± 1,2 2,1 ± 0,2 4 14,0 ± 0,5 23,0 ± 0,5 32,2 ± 1,3 3,0 ± 0,3 5 20,0 ± 0,5 25,0 ± 0,5 50,0 ± 1,6 4,7 ± 0,3 Data beda suhu dan daya listrik pada tabel 4.2 kemudian digunakan untuk membuat grafik hubungan antara beda suhu dan daya listrik. Gradien grafik ini kemudian digunakan untuk menghitung nilai koefisien konduktivitas termal kayu Akasia menggunakan persamaan (2.13) dan (3.2). Gambar 4.3. Grafik hubungan beda suhu dan daya listrik untk percobaan pada silinder kayu Akasia (l = (9,91 ± 0,05) x10-2 m, r A = (8,3 ± 0,6) x10-3 m, r B = (9,8 ± 0,6) x10-3 m). Nilai gradien yang diperoleh dari grafik pada gambar 4.3 adalah m (0,967 0,045) o C/Watt

44 29 Nilai gradien yang diperoleh kemudian digunakan untuk menentukan nilai koefisien konduktivitas termal berdasarkan persamaan (3.3). Melalui perhitungan, didapatkan nilai koefisien konduktivitas termal kayu Akasia sebesar 0,29 W/m o C. Perhitungan nilai ketidakpastian dari koefisien konduktivitas termal adalah sebagai berikut: Δk k Δk 0, 287 Δk Δr ra A 2 0,6 9,8 Δr rb 2 B 2 0,6 8,3 o 0, 03 W/m C 2 2 Δm m 2 0, 045 0, Δl l 0, 05 9, 91 Nilai koefisien konduktivitas termal untuk kayu Akasia adalah: k = (2,9 ± 0,3) x10-1 W/m o C 2 3. Penentuan Nilai Koefisien Konduktivitas Termal Kayu Jati Kayu Jati yang telah dibentuk menjadi silinder dengan panjang (10,16 ± 0,05) x10-2 m dan dibor pada dua buah titik dengan jarak dari poros silinder masing-masing r A = (7,5 ± 0,6) x10-3 m dan r B = (10,9 ± 0,6) x10-3 m, kemudian dipanasi menggunakan elemen pemanas. Kayu Jati mula-mula dipanasi menggunakan elemen pemanas yang diberi tegangan (9,0 ± 0,1) volt. Besarnya kuat arus yang mengalir pada rangkaian adalah (15,0 ± 0,5) x10-2 A. Nilai daya listrik yang digunakan pada elemen pemanas adalah sebesar (13,5 ± 0,5) x10-1 watt. Data perubahan suhu pada dua titik pada kayu dimonitor oleh Logger Pro, kemudian dihasilkan grafik perubahan suhu pada titik A dan titik B. Gambar 4.4 merupakan grafik hubungan antara suhu pada titik A dan titik B terhadap waktu pada silinder kayu Jati yang dipanasi menggunakan elemen pemanas dengan daya listrik (13,5 ± 0,5) x10-1 watt.

45 30 Gambar 4.4. Grafik hubungan antara suhu pada titik A dan titik B terhadap waktu pada silinder kayu Jati (l = (10,16 ± 0,05) x10-2 m, r A = (7,5 ± 0,6) x10-3 m, r B = (10,9 ± 0,6) x10-3 m) yang dipanasi menggunakan elemen pemanas dengan daya (13,5 ± 0,5) x10-1 watt. Setelah didapatkan grafik pada gambar 4.4, dibuatlah grafik hubungan beda suhu terhadap waktu seperti pada gambar 4.5. Pada grafik hubungan beda suhu terhadap waktu ditentukan kurva grafik yang cenderung landai.

46 31 Gambar 4.5. Grafik hubungan beda suhu terhadap waktu pada silinder kayu Jati (l = (10,16 ± 0,05) x10-2 m, r A = (7,5 ± 0,6) x10-3 m, r B = (10,9 ± 0,6) x10-3 m) yang dipanasi menggunakan elemen pemanas dengan daya (13,5 ± 0,5) x10-1 watt. Data grafik perubahan suhu pada titik A dan titik B, grafik beda suhu, dan tabel data percobaan secara lengkap dapat dilihat pada lampiran 3. Data-data yang termasuk ke dalam kurva grafik yang cenderung landai dihitung nilai beda suhu rata-ratanya. Cara perhitungan yang digunakan sama seperti cara perhitungan nilai beda suhu rata-rata silinder kayu Akasia. Nilai beda suhu rata-rata yang didapatkan adalah (1,5 ± 0,1) o C. Data beda suhu untuk setiap daya listrik yang diberikan pada elemen pemanas untuk memanaskan silinder kayu Jati ditampilkan pada tabel 4.3.

47 32 Tabel 4.3. Hubungan Beda Suhu terhadap Daya Listrik yang Digunakan Elemen Pemanas yang Diberi Nilai Tegangan dan Kuat Arus Tertentu pada Silinder Kayu Jati. No. Tegangan (volt) Kuat Arus Daya Listrik (x10-2 A) (x10-1 W) Beda Suhu ( o C) 1 9,0 ± 0,1 15,0 ± 0,5 13,5 ± 0,5 1,5 ± 0,1 2 10,5 ± 0,5 17,5 ± 0,5 18 ± 1 3,0 ± 0,2 3 12,0 ± 0,5 20,0 ± 0,5 24,0 ± 1,2 3,9 ± 0,1 4 13,5 ± 0,5 22,5 ± 0,5 30,4 ± 1,3 5,4 ± 0,3 5 14,5 ± 0,5 25,0 ± 0,5 36,2 ± 1,4 8,3 ± 0,4 Grafik hubungan beda suhu terhadap daya listrik kemudian dibuat menggunakan data beda suhu dan daya listrik pada tabel 4.3. Gambar 4.6. Grafik hubungan beda suhu dan daya listrik untuk percobaan pada silinder kayu Jati (l = (10,16 ± 0,05) x10-2 m, r A = (7,5 ± 0,6) x10-3 m, r B = (10,9 ± 0,6) x10-3 m). Nilai gradien yang didapatkan dari grafik pada gambar 4.6 adalah (2,785 ± 0,322) o C/watt. Nilai koefisien konduktivitas termal dari kayu Jati kemudian dihitung dengan persamaan (3.3), beserta ketidakpastiannya adalah: k = (2,1 ± 0,3) W/m o C

48 33 4. Penentuan Nilai Koefisien Konduktivitas Termal Kayu Mahoni Kayu Mahoni yang telah dibentuk menjadi silinder dengan panjang (10,03 ± 0,05) x10-2 m dan dibor pada dua buah titik yang berjarak dari poros silinder masing-masing adalah r A = (6,9 ± 0,6) x10-3 m, r B = (9,4 ± 0,6) x10-3 m, kemudian dipanasi menggunakan elemen pemanas. Metode yang digunakan dalam penentuan nilai koefisien konduktivitas termal kayu Mahoni sama dengan metode yang digunakan untuk menentukan koefisien konduktivitas termal kayu Akasia dan kayu Jati. Mula-mula elemen pemanas diberi tegangan sebesar (7,4 ± 0,1) volt. Kuat arus yang terukur pada rangkaian adalah (10,0 ± 0,5) x 10-2 A. Daya listrik yang digunakan elemen untuk memanaskan kayu adalah (7,4 ± 0,4) x10-1 watt. Data perubahan suhu pada dua titik pada kayu dimonitor oleh Logger Pro, kemudian didapatkan grafik perubahan suhu pada titik A dan titik B. Gambar 4.7 merupakan grafik hubungan antara suhu pada titik A dan titik B terhadap waktu pada silinder kayu Mahoni yang dipanasi menggunakan elemen pemanas dengan daya listrik (7,4 ± 0,4) x10-1 watt. Gambar 4.7. Grafik hubungan antara suhu pada titik A dan titik B terhadap waktu pada silinder kayu Mahoni (l = (10,03 ± 0,05) x10-2 m, r A = (6,9 ± 0,6) x10-3 m, r B = (9,4 ± 0,6) x10-3 m) yang dipanasi menggunakan elemen pemanas dengan daya (7,4 ± 0,4) x10-1 watt.

49 34 Setelah didapatkan grafik pada gambar 4.7, dibuatlah grafik hubungan beda suhu terhadap waktu seperti pada gambar 4.8. Dari grafik hubungan beda suhu terhadap waktu ditentukan kurva yang memiliki bentuk cenderung landai. Gambar 4.8. Grafik hubungan beda suhu terhadap waktu pada silinder kayu Mahoni (l = (10,03 ± 0,05) x10-2 m, r A = (6,9 ± 0,6) x10-3 m, r B = (9,4 ± 0,6) x10-3 m) yang dipanasi menggunakan elemen pemanas dengan daya (7,4 ± 0,4) x10-1 watt. Data grafik perubahan suhu pada titik A dan titik B, grafik beda suhu, dan tabel data percobaan secara lengkap dapat dilihat pada lampiran 4. Nilai beda suhu rata-rata kemudian dihitung. Data-data yang termasuk ke dalam kurva grafik dengan bentuk cenderung landai digunakan dalam perhitungan. Cara perhitungan yang digunakan sama seperti cara perhitungan nilai beda suhu rata-rata silinder kayu Akasia dan silinder kayu Jati. Nilai beda suhu rata-rata yang didapatkan adalah (1,0 ± 0,2) o C. Data beda suhu untuk setiap daya listrik yang diberikan pada elemen pemanas untuk memanaskan silinder kayu Mahoni ditampilkan pada tabel 4.4.

50 35 Tabel 4.4. Hubungan Beda Suhu terhadap Daya Listrik yang Digunakan Elemen Pemanas yang Diberi Nilai Tegangan dan Kuat Arus Tertentu pada Silinder Kayu Mahoni. No. Tegangan (volt) Kuat Arus Daya Listrik (x10-2 A) (x10-1 W) Beda Suhu ( o C) 1 7,4 ± 0,1 10,0 ± 0,5 7,4 ± 0,4 1,0 ± 0,2 2 10,0 ± 0,5 15,0 ± 0,5 15,0 ± 0,9 2,1 ± 0,2 3 11,5 ± 0,5 18,0 ± 0,5 20,7 ± 1,1 2,8 ± 0,2 4 12,5 ± 0,5 20,0 ± 0,5 25,0 ± 1,2 3,5 ± 0,2 Grafik hubungan beda suhu terhadap daya listrik yang digunakan elemen pemanas kemudian dibuat menggunakan data pada tabel 4.4. Gambar 4.9. Grafik hubungan beda suhu dan daya listrik untuk percobaan pada silinder kayu Mahoni (l = (10,03 ± 0,05) x10-2 m, r A = (6,9 ± 0,6) x10-3 m, r B = (9,4 ± 0,6) x10-3 m). Nilai gradien yang didapatkan dari grafik pada gambar 4.9 adalah (1,399 ± 0,043) o C/watt. Nilai koefisien konduktivitas termal dari kayu Jati kemudian dihitung dengan persamaan (3.3), beserta ketidakpastiannya adalah: k = (3,6 ± 0,4) W/m o C

51 36 5. Nilai Koefisien Konduktivitas Termal Berdasarkan perhitungan-perhitungan yang telah dilakukan, didapaikan nilai koefisien konduktivitas termal untuk masing-masing kayu. Data nilai koefisien konduktivitas termal ditampilkan pada tabel 4.8. Tabel 4.5. Nilai Koefisien Konduktivitas Termal untuk Kayu Akasia, Kayu Jati, dan Kayu Mahoni. No Jenis Kayu Nilai Koefisien Konduktivitas Termal (x10-1 W/m o C) 1 Akasia 2,9 ± 0,3 2 Jati 2,1 ± 0,3 3 Mahoni 3,6 ± 0,4 B. Pembahasan Ketika dua buah benda yang memiliki perbedaan suhu disentuhkan satu sama lain, atau ketika dua buah ujung benda memiliki perbedaan suhu, maka akan terjadi perpindahan kalor. Perpindahan kalor terjadi dari bagian yang bersuhu tinggi menuju bagian yang bersuhu rendah. Perpindahan kalor dengan cara tersebut merupakan perpindahan kalor secara konduksi. Energi berupa panas dihantarkan melalui interaksi antar atom-atom penyusun dalam bahan tersebut. Ketika atom-atom diberi panas, maka energi kinetik atomatom penyusun bahan semakin tinggi. Hal ini mengakibatkan atom-atom tersebut bergetar dan mengimbas atom-atom di sekitarnya [Tipler, 1998]. Jika benda atau sistem tersebut berbentuk silinder perpindahan kalor terjadi secara radial. Hal ini dapat terpenuhi ketika bagian poros silinder memiliki suhu yang lebih tinggi dibanding suhu pada permukaan luar silinder. Besarnya kalor yang mengalir pada keadaan ini mengikuti persamaan (2.8). Kalor yang mengalir tiap satu satuan waktu melalui suatu bahan atau sistem dipengaruhi beberapa faktor. Faktor-faktor tersebut adalah tebal bahan dan luas bidang yang dilewati oleh kalor, serta perbedaan suhu antara dua buah titik pada suatu bahan atau sistem. Selain itu, jenis bahan juga mempengaruhi jumlah kalor yang mengalir tiap satu satuan waktu. Jenis

52 37 bahan yang baik dalam menghantarkan kalor disebut konduktor. Sedangkan jenis bahan yang kurang baik dalam menghantarkan kalor disebut isolator. Baik tidaknya suatu bahan dalam menghantarkan kalor secara konduksi ditunjukkan oleh nilai koefisien konduktivitas termal. Semakin besar nilai koefisien konduktivitas termal bahan, maka semakin baik bahan tersebut menghantarkan kalor. Sebaliknya, semakin kecil nilai koefisien konduktivitas termal suatu bahan, maka semakin buruk bahan tersebut menghantarkan kalor. Penelitian ini menggunakan kayu sebagai bahan yang hendak ditentukan nilai koefisien konduktivitasnya. Kayu yang digunakan adalah kayu Akasia, kayu Jati, dan kayu Mahoni. Kayu-kayu tersebut dibentuk menjadi silinder berongga dengan jari-jari dalam r 1 dan jari-jari luar r 2. Kayukayu tersebut kemudian dibor hingga kedalaman tertentu dari permukaan luar silinder ada dua buah titik. Hal ini dilakukan sebagai tempat memasukkan sensor suhu yang nantinya digunakan untuk memonitor suhu pada kedua titik tersebut. Kemudian, kayu-kayu tersebut dipanasi menggunakan elemen pemanas. Elemen pemanas yang digunakan terbuat dari kumparan kawat nikelin yang diselubungi oleh pipa aluminium. Elemen pemanas ini digunakan untuk memanaskan kayu pada bagian porosnya, sehingga aliran kalor berasal dari poros menuju bagian luar kayu. Perubahan suhu pada kayu kemudian dimonitor menggunakan sensor suhu yang terhubung dengan aplikasi Logger Pro pada laptop. Perubahan suhu yang dimonitor adalah perubahan suhu pada titik A yang berjarak r A dari pusat silinder (poros) dan titik B yang berjarak r B dari pusat silinder (poros). Perubahan suhu pada kedua titik tersebut dimonitor hingga keadaan stabil. Pada keadaan stabil, jumlah kalor yang dialirkan pada setiap titik dalam suatu sistem bernilai sama besar. Keadaan stabil ditandai dengan kurva grafik perubahan suhu terhadap waktu yang cenderung landai dan tidak mengalami kenaikan yang signifikan. Eksperimen pendahuluan dilakukan untuk melihat hal-hal yang mungkin terjadi dalam pengambilan data, sehingga input-input pengganggu

53 38 yang mungkin terjadi dapat diminimalisir. Dalam penelitian ini digunakan 2 buah sensor suhu untuk memonitor perubahan suhu pada dua buah titik pada kayu. Dua buah titik tersebut kemudian diberi nama titik A dan titik B. Suhu pada titik A dan titik B memiliki selisih nilai yang kemudian disebut dengan beda suhu. Perbedaan suhu inilah yang nanti akan digunakan untuk menentukan nilai koefisien konduktivitas termal dari kayu. Perubahan suhu pada kayu disebabkan panas yang diberikan oleh elemen pemanas. Elemen pemanas dirangkai secara seri dengan amperemeter AC dan slide regulator. Slide regulator kemudian dihubungkan dengan sumber tegangan PLN. Slide regulator berfungsi untuk mengatur besarnya tegangan yang digunakan dalam rangkaian. Amperemeter berfungsi untuk menunjukkan besarnya kuat arus yang digunakan dalam rangkaian. Besarnya tegangan yang digunakan pada rangkaian diukur menggunakan multimeter. Kemudian, nilai tegangan dan kuat arus yang digunakan dicatat, serta digunakan dalam perhitungan daya listrik yang digunakan pada percobaan tersebut. Daya listrik yang digunakan dalam rangkaian menunjukkan besarnya energi yang diberikan pada elemen tiap satu satuan waktu. Hal ini juga menyebabkan nilai beda suhu antara titik A dan titik B berbeda untuk masing-masing nilai daya listrik. Pengambilan data dilakukan pada suhu ruangan sekitar 27,8 o C. Data beda suhu yang didapatkan merupakan data beda suhu ketika keadaan konduksi telah stabil. Hal ini dikarenakan aliran kalor di setiap titik pada suatu bahan telah stabil dan cenderung konstan tiap waktunya. Sehingga selisih suhu antara titik A dan titik B cenderung tetap atau konstan dari waktu ke waktu. Hal ini dapat dilihat dari bentuk kurva grafik beda suhu terhadap waktu yang cenderung landai. Nilai koefisien konduktivitas termal ditentukan dengan terlebih dahulu membuat grafik hubungan antara beda suhu terhadap daya listrik. Dari grafik beda suhu terhadap daya listrik akan didapatkan nilai gradien. Nilai gradien inilah yang kemudian digunakan dalam perhitungan nilai koefisien konduktivitas termal. Grafik hubungan beda suhu terhadap daya listrik yang

54 39 dibuat memiliki bentuk yang linear. Hal ini sesuai dengan persamaan (2.10) yang menyatakan bahwa nilai daya berbanding lurus dengan nilai beda suhu. Dari perhitungan nilai koefisien konduktivitas termal, didapatkan nilai yang berbeda untuk masing-masing kayu. Kayu Akasia memiliki nilai koefisien konduktivitas termal sebesar (2,9 ± 0,3) x10-1 W/m o C. Kayu Jati memiliki nilai koefisien konduktivitas sebesar (2,1 ± 0,3) x10-1 W/m o C. Sedangkan kayu Mahoni memiliki nilai koefisien konduktivitas termal sebesar (3,6 ± 0,4) x10-1 W/m o C. Penelitian lain yang telah menentukan nilai k dari kayu Jati dan kayu Akasia adalah penelitian yang dilakukan oleh Vasubsbu dkk. Nilai k yang didapatkan pada penelitian tersebut adalah (1,28 ± 0,02) x10-1 W/m o C untuk kayu Jati dan (1,48 ± 0,06) x10-1 W/m o C untuk kayu Akasia. Peneliti yang sebelumnya menentukan nilai k kayu Mahoni adalah Trouve dan Minnich. Nilai k kayu Mahoni yang didapatkan adalah 1,6 x10-1 W/m o C. Nilai k yang didapatkan dalam penelitian ini dan penelitian yang telah dilakukan sebelumnya memiliki nilai yang relatif dekat. Dari nilai-nilai k yang didapatkan pada penelitian-penelitian yang dilakukan sebelum penelitian ini, kayu Jati memiliki nilai k paling kecil di antara kayu-kayu lainnya. Dalam penelitian ini, nilai k terkecil dimiliki oleh kayu Jati. Dapat disimpulkan bahwa kayu Jati merupakan isolator yang paling baik jika dibandingkan dengan kayu Akasia dan kayu Mahoni. Dari hasil yang didapatkan, peneliti menyarankan kayu Jati sebagai bahan pembuatan perabot rumah tangga khususnya perabot dapur. Hal ini dikarenakan kayu Jati memiliki kemampuan isolasi yang lebih baik dibanding kayu Akasia dan kayu Mahoni. Selain digunakan sebagai bahan pembuatan perabot dapur, kayu sering digunakan sebagai bahan konstruksi bangunan. Banyak bangunan yang menggunakan kayu sebagai dinding ataupun rangka atap. Penggunaan kayu yang tepat dapat membuat kondisi rumah atau bangunan tersebut sejuk. Hal ini tentunya dipengaruhi jenis kayu yang digunakan. Peneliti menyarankan kayu Jati sebagai bahan pembuatan dinding dan rangka atap bangunan.

55 40 Pengambilan data pada penelitian ini mengandalkan sensor suhu serta software Logger Pro. Sensor suhu digunakan untuk menggantikan fungsi termometer raksa untuk memonitor suhu. Hal ini dilakukan untuk menghindari kendala seperti nilai yang didapatkan dari hasil pembacaan pada termometer raksa berada di antara garis-garis skala termometer raksa. Selain itu dibutuhkan waktu kurang lebih 1,5 jam hingga 2 jam untuk mencapai keadaan konduksi yang stabil. Penggunaan sensor suhu dan software Logger Pro dalam penelitian dapat mengatasi masalah yang timbul dalam hal pencatatan data dengan waktu selama itu. Selain mengatasi hal tersebut, Logger Pro juga menyediakan berbagai fitur yang memudahkan dalam pengolahan data. Metode yang digunakan dalam penelitian ini dapat dijadikan referensi dalam melakukan praktikum di sekolah ataupun universitas. Selain digunakan dalam praktikum, penelitian ini juga dapat digunakan dalam memahami konsep perpindahan panas, khususnya konduksi. Alat dan bahan yang relatif murah dan mudah didapatkan, serta cukup aman membuat metode dalam penelitian ini cocok diterapkan pada praktikum.

56 BAB V KESIMPULAN DAN SARAN A. Kesimpulan 1. Bahan yang diteliti, dipanasi menggunakan elemen pemanas yang diberikan daya listrik dengan nilai tertentu. Suhu pada dua buah titik pada bahan dimonitor, kemudian dilakukan pengolahan data-data yang telah didapatkan. Nilai koefisien konduktivitas termal bahan dapat ditentukan menggunakan analisa grafik hubungan beda suhu terhadap daya listrik. 2. Nilai koefisien konduktivitas termal untuk masing-masing kayu adalah sebagai berikut: Tabel 5.1. Nilai Koefisien Konduktivitas Termal untuk Masing-masing Jenis Kayu. No Jenis Kayu Nilai Koefisien Konduktivitas Termal (x10-1 W/m o C) 1 Akasia 2,9 ± 0,3 2 Jati 2,1 ± 0,3 3 Mahoni 3,6 ± 0,4 B. Saran 1. Metode yang serupa dapat dilakukan untuk menentukan nilai koefisien konduktivitas bahan konduktor atau bahan isolator lain selain kayu. 2. Penggunaan metode penelitian ini dapat dilakukan dalam praktikum di tingkat SMA, mengingat alat dan bahan yang digunakan relatif mudah didapatkan. Penggunaan interface Lab Pro dan software Logger Pro juga memudahkan para siswa dalam mengumpulkan dan mengolah data. 41

57 DAFTAR PUSTAKA Aggrey-Smith et al Study of Thermal Properties of Some Selected Tropical Hard Wood Species. Int. Journal of Materials Science and Applications. Vol. 5. No. 3. pp Alam et al Lee s and Charlton s Method for Investigation of Thermal Conductivity of Insulating Materials. IOSR Journal of Mechanical and Civil Engineering. Vol. 3. Issue 1. Pp Anggoro, Cosmas Jerry Identifikasi dan Pengukuran Konsentrasi Pewarna Merah dalam Sampel Minuman Menggunakan Detektor Emission Spectrometer dan Colorimeter. Skripsi. F.K.I.P. Universitas Sanata Dharma Yogyakarta. Djojodihardjo, Harijono Dasar-Dasar Termodinamika Teknik. Jakarta: Gramedia Pustaka Utama. Giancoli, Douglas C Fisika. Jilid 1. Edisi kelima. Diterjemahkan oleh: Yuhilza Hanum. Jakarta: Erlangga. Holman, Jack P Perpindahan Kalor. Edisi Keenam. Diterjemahkan oleh: E. Jasjfi. Jakarta: Erlangga. Kern, Donald Q Process Heat Transfer. Tokyo: Tosho Printing. Kreith, Frank Principles of Heat Transfer. Pennsylvania: Haddon Craftsmen, Inc. Naga, Dali S Fisika: Ilmu Panas. Edisi kedua. Jakarta: Penerbit Gunadarma. Natalia, Siska Analisa Proses Pendinginan Pada Beberapa Bejana dengan Bahan Berbeda Menggunakan Software Logger Pro. Skripsi. F.K.I.P. Universitas Sanata Dharma Yogyakarta. Ortuno, M. et al An Experinment in Heat Conduction Using Hollow Cylinders. Eur. Journal of Phyisics. Vol. 32. pp

58 43 Sahu, Gregorius Adirahmat Pengukuran Modulus Young Stainless Steel dengan Analisis Getaran Menggunakan Force Sensor. Skripsi. F.K.I.P. Universitas Sanata Dharma Yogyakarta. Tipler, Paul A Fisika untuk Sains dan Teknik. Jilid 1. Edisi ketiga. Diterjemahkan oleh : Lea Prasetyo dan Rahmad W. Adi. Jakarta: Erlangga. Trouve, Arnaud and Thomas Minnich Thermal Properties Database. NIJ Award Number 2008-DN-BX-K167. Vasubsbu et al Experimental Measurement of Thermal Conductivity of Wood in India: Effect of Density and Porosity. Int. Journal Of Science, Environment and Technology. Vol. 4. No. 5. pp Yüksel, Numan The Review of Some Commonly Used Methods and Techniques to Measure the Thermal Conductivity of Insulation Materials. Insulation Materials in Context of Sustainability. Chapter 6. pp [diakses pada 06/07/2017]

59 LAMPIRAN 1 A. Data Panjang Kayu Tabel 1. Data Pengukuran Berulang Panjang Kayu untuk Masing-masing Silinder Kayu No. Panjang Kayu Panjang Kayu Jati Panjang Kayu Akasia (x10-2 m) (x10-2 m) Mahoni (x10-2 m) 1 9,90 10,15 10,04 2 9,90 10,16 10,02 3 9,92 10,16 10,03 4 9,91 10,16 10,03 5 9,90 10,16 10,02 6 9,89 10,15 10,03 7 9,91 10,17 10,03 8 9,92 10,15 10,04 9 9,91 10,17 10, ,91 10,16 10,03 Nilai rata-rata 9,91 10,16 10,03 1. Panjang Masing-masing Kayu Tabel 2. Panjang Masing-masing Jenis Kayu No Jenis Kayu Panjang (x10-2 m) 1 Akasia 9,91 ± 0,05 2 Jati 10,16 ± 0,05 3 Mahoni 10,03 ± 0,05 44

60 45 B. Perhitungan Jarak Titik A dan Titik B dari Poros Silinder Kayu Tabel 3. Data Pengukuran Berulang Jari-jari Luar Silinder dan Kedalaman Lubang Pengeboran pada Kayu Akasia No. Jari-jari Luar Silinder (x10-2 m) Kedalam Lubang Pengeboran Titik A (x10-2 m) Dalam Lubang Pengeboran Titik B (x10-2 m) 1 2,04 1,21 1,07 2 2,04 1,20 1,06 3 2,04 1,21 1,06 4 2,04 1,23 1,05 5 2,04 1,22 1,06 6 2,04 1,22 1,06 7 2,04 1,22 1,06 8 2,04 1,22 1,06 9 2,04 1,20 1, ,03 1,22 1,06 Nilai rata-rata 2,04 1,21 1,06 Tabel 4. Data Pengukuran Berulang Jari-jari Luar Silinder dan Kedalaman Lubang Pengeboran pada Kayu Jati No. Jari-jari Luar Silinder (x10-2 m) Kedalam Lubang Pengeboran Titik A (x10-2 m) Dalam Lubang Pengeboran Titik B (x10-2 m) 1 2,00 1,26 0,92 2 2,01 1,24 0,92 3 2,01 1,25 0,92 4 2,01 1,26 0,92 5 2,01 1,25 0,91 6 2,01 1,26 0,92

61 46 7 2,01 1,26 0,93 8 2,00 1,25 0,93 9 2,01 1,25 0, ,00 1,26 0,92 Nilai ratarata 2,01 1,25 0,92 Tabel 5. Data Pengukuran Berulang Jari-jari Luar Silinder dan Kedalaman Lubang Pengeboran pada Kayu Mahoni No. Jari-jari Luar Silinder (x10-2 m) Kedalam Lubang Pengeboran Titik A (x10-2 m) Dalam Lubang Pengeboran Titik B (x10-2 m) 1 2,01 1,34 1,07 2 2,01 1,33 1,08 3 2,01 1,34 1,07 4 2,01 1,31 1,08 5 2,00 1,30 1,08 6 2,00 1,32 1,07 7 2,00 1,34 1,07 8 2,01 1,32 1,07 9 2,00 1,32 1, ,00 1,34 1,08 Nilai ratarata 2,01 1,32 1,07 Data-data pada tabel merupakan hasil pembulatan hingga 2 angka dibelakang koma. Sebelumnya, data-data pada tabel memiliki 3 angka dibelakang koma.

62 47 1. Nilai Jari-jari Luar Silinder (r luar ) dan Kedalaman Lubang Pengeboran Masing-masing Kayu (r bor A dan r bor B ) Tabel 6. Nilai Jari-jari dan Kedalaman Lubang Pengeboran Masingmasing Kayu beserta Ketidakpastian. No. Jenis Kayu r luar (x10-3 m) r bor A (x10-3 m) r bor B (x10-3 m) 1 Akasia 20,4 ± 0,5 12,1 ± 0,3 10,6 ± 0,3 2 Jati 20,1 ± 0,5 12,5 ± 0,3 9,2 ± 0,3 3 Mahoni 20,1 ± 0,5 13,2 ± 0,3 10,7 ± 0,3 2. Perhitungan Jarak Titik A dan Titik B dari Poros Silinder Kayu Akasia a. Jarak Titik A dari Poros Silinder Kayu Akasia r r r A A A r luar r bor A 20,4 12,1 8, 3 mm b. Jarak Titik B dari Poros Silinder Kayu Akasia r r r B B B r luar r bor B 20,4 10,6 9, 8 mm 3. Perhitungan Ketidakpastian Relatif Jarak Titik A dan Titik B dari Poros Silinder. Contoh perhitungan menggunakan data jarak titik A dari poros silinder. Cara yang sama digunakan untuk perhitungan jarak titik B dari poros silinder. Δr Δr Δr A A A Δr 0,5 2 luar 2 0, 3 0, 6 mm Δr 2 2 bor A

63 48 4. Nilai Jarak Titik A dan Titik B dari Poros Silinder Kayu beserta Ketidakpastiannya. Tabel 7. Jarak Titik A (r A ) dan Titik B (r B ) dari Poros Silinder Kayu No. Jenis Kayu r A (x10-3 ) m r B (x10-3 ) m 1 Akasia 8,3 ± 0,6 9,8 ± 0,6 2 Jati 7,5 ± 0,6 10,9 ± 0,6 3 Mahoni 6,9 ± 0,6 9,4 ± 0,6

64 LAMPIRAN 2 Grafik dan Data Tabel Penentuan Nilai Koefisien Konduktivitas Termal Kayu Akasia. 1. Grafik Hubungan Perubahan Suhu Titik A dan Titik B terhadap Waktu pada Silider Kayu Akasia yang Dipanasi Menggunakan Elemen Pemanas dengan Daya Listrik (7,4 ± 0,4) x10-1 watt. 2. Grafik Hubungan Beda Suhu pada Titik A dan Titik B terhadap Waktu pada Silinder Kayu Akasia yang Dipanasi Menggunakan Elemen Pemanas dengan Daya Listrik (7,4 ± 0,4) x10-1 watt, beserta Daerah Kurva Grafik yang Cenderung Landai. 49

65 50 3. Tabel Beda Suhu pada Kurva Grafik Hubungan Beda Suhu Terhadap Waktu pada Silinder Akasia yang Dipanasi Menggunakan Elemen Pemanas dengan Daya Listrik (7,4 ± 0,4) x10-1 watt yang Cenderung Landai No. Beda Suhu ( o C) No. Beda Suhu ( o C) No. Beda Suhu ( o C) 1 0, , ,54 2 0, , ,75 3 0, , ,68 4 0, , ,52 5 0, , ,70 6 0, , ,66 7 0, , ,82 8 0, , ,73 9 0, , , , , , , , , , , , , , , , , , , , , , , , , , , , , , , , , , , , ,63 Nilai beda suhu rata-rata dari data-data pada tabel pada nomor 3 beserta ketidakpastiannya adalah (0,6 ± 0,2) o C.

66 51 4. Grafik Hubungan Perubahan Suhu Titik A dan Titik B terhadap Waktu pada Silider Kayu Akasia yang Dipanasi Menggunakan Elemen Pemanas dengan Daya Listrik (15,0 ± 0,9) x10-1 watt. 5. Grafik Hubungan Beda Suhu pada Titik A dan Titik B terhadap Waktu pada Silinder Kayu Akasia yang Dipanasi Menggunakan Elemen Pemanas dengan Daya Listrik (15,0 ± 0,9) x10-1 watt, beserta Daerah Kurva Grafik yang Cenderung Landai.

67 52 6. Tabel Beda Suhu pada Kurva Grafik Hubungan Beda Suhu Terhadap Waktu pada Silinder Akasia yang Dipanasi Menggunakan Elemen Pemanas dengan Daya Listrik (15,0 ± 0,9) x10-1 watt yang Cenderung Landai. No. Beda Suhu ( o C) No. Beda Suhu ( o C) No. Beda Suhu ( o C) 1 1, , ,47 2 1, , ,30 3 1, , ,38 4 1, , ,33 5 1, , ,26 6 1, , ,26 7 1, , ,38 8 1, , ,33 9 1, , , , , ,30 Nilai beda suhu rata-rata dari data-data pada tabel pada nomor 6 beserta ketidakpastiannya adalah (1,3 ± 0,2) o C. 7. Grafik Hubungan Perubahan Suhu Titik A dan Titik B terhadap Waktu pada Silider Kayu Akasia yang Dipanasi Menggunakan Elemen Pemanas dengan Daya Listrik (26,0 ± 1,2) x10-1 watt.

68 53 8. Grafik Hubungan Beda Suhu pada Titik A dan Titik B terhadap Waktu pada Silinder Kayu Akasia yang Dipanasi Menggunakan Elemen Pemanas dengan Daya Listrik (26,0 ± 1,2) x10-1 watt, beserta Daerah Kurva Grafik yang Cenderung Landai. 9. Tabel Beda Suhu pada Kurva Grafik Hubungan Beda Suhu Terhadap Waktu pada Silinder Akasia yang Dipanasi Menggunakan Elemen Pemanas dengan Daya Listrik (26,0 ± 1,2) x10-1 watt yang Cenderung Landai. No. Beda Suhu ( o C) No. Beda Suhu ( o C) No. Beda Suhu ( o C) 1 2, , ,91 2 1, , ,93 3 2, , ,01 4 2, , ,91 5 2, , ,06 6 2, , ,09 7 1, , ,21 8 2, , ,16 9 2, , , , , , , , , , , , , , , , , , , , , , , , , , , , , , , , ,94

69 , , , , , , , , , , , , , , , , , , , , , , , , , , , , , , , , , , , , , , , , , , , , , , , , , , , , , , , , , , , , , , , , , , , , , , , , , , , , , , , ,88 Nilai beda suhu rata-rata dari data-data pada tabel pada nomor 9 beserta ketidakpastiannya adalah (2,1 ± 0,2) o C.

70 Grafik Hubungan Perubahan Suhu Titik A dan Titik B terhadap Waktu pada Silider Kayu Akasia yang Dipanasi Menggunakan Elemen Pemanas dengan Daya Listrik (32,2 ± 1,3) x10-1 watt. 11. Grafik Hubungan Beda Suhu pada Titik A dan Titik B terhadap Waktu pada Silinder Kayu Akasia yang Dipanasi Menggunakan Elemen Pemanas dengan Daya Listrik (32,2 ± 1,3) x10-1 watt, beserta Daerah Kurva Grafik yang Cenderung Landai.

71 Tabel Beda Suhu pada Kurva Grafik Hubungan Beda Suhu Terhadap Waktu pada Silinder Akasia yang Dipanasi Menggunakan Elemen Pemanas dengan Daya Listrik (32,2 ± 1,3) x10-1 watt yang Cenderung Landai. No. Beda Suhu ( o C) No. Beda Suhu ( o C) No. Beda Suhu ( o C) 1 3, , ,15 2 3, , ,13 3 2, , ,06 4 2, , ,01 5 2, , ,95 6 2, , ,98 7 2, , ,03 8 2, , ,98 9 3, , , , , , , , , , , , , , , , , , , , , , , , , , , , , , , , , , , , , , , , , , , , , , , , , , , , , , , , , , , , , , , , , , , , , , , , , , , , , , , , , , , , , , , , , , , , ,19

72 57 Nilai beda suhu rata-rata dari data-data pada tabel pada nomor 12 beserta ketidakpastiannya adalah (3,0 ± 0,3) o C. 13. Grafik Hubungan Perubahan Suhu Titik A dan Titik B terhadap Waktu pada Silider Kayu Akasia yang Dipanasi Menggunakan Elemen Pemanas dengan Daya Listrik (50,0 ± 1,6) x10-1 watt. 14. Grafik Hubungan Beda Suhu pada Titik A dan Titik B terhadap Waktu pada Silinder Kayu Akasia yang Dipanasi Menggunakan Elemen Pemanas dengan Daya Listrik (50,0 ± 1,6) x10-1 watt, beserta Daerah Kurva Grafik yang Cenderung Landai.

73 Tabel Beda Suhu pada Kurva Grafik Hubungan Beda Suhu Terhadap Waktu pada Silinder Akasia yang Dipanasi Menggunakan Elemen Pemanas dengan Daya Listrik (50,0 ± 1,6) x10-1 watt yang Cenderung Landai. No. Beda Suhu ( o C) No. Beda Suhu ( o C) No. Beda Suhu ( o C) 1 4, , ,95 2 4, , ,67 3 4, , ,56 4 4, , ,67 5 4, , ,63 6 4, , ,80 7 4, , ,87 8 4, , ,59 9 4, , , , , , , , , , , , , , , , , , , , , , , , , , , , , , , , , , , , , , , , , , , , , , , , , , , , , , , , , , , , , , ,61 Nilai beda suhu rata-rata dari data-data pada tabel pada nomor 15 beserta ketidakpastiannya adalah (4,7 ± 0,3) o C.

74 LAMPIRAN 3 Grafik dan Data Tabel Penentuan Nilai Koefisien Konduktivitas Termal Kayu Jati. 1. Grafik Hubungan Perubahan Suhu Titik A dan Titik B terhadap Waktu pada Silider Kayu Jati yang Dipanasi Menggunakan Elemen Pemanas dengan Daya Listrik (13,5 ± 0,5) x10-1 watt. 2. Grafik Hubungan Beda Suhu pada Titik A dan Titik B terhadap Waktu pada Silinder Kayu Jati yang Dipanasi Menggunakan Elemen Pemanas dengan Daya Listrik (13,5 ± 0,5) x10-1 watt, beserta Daerah Kurva Grafik yang Cenderung Landai. 59

75 60 3. Tabel Beda Suhu pada Kurva Grafik Hubungan Beda Suhu Terhadap Waktu pada Silinder Jati yang Dipanasi Menggunakan Elemen Pemanas dengan Daya Listrik (13,5 ± 0,5) x10-1 watt yang Cenderung Landai. No. Beda Suhu ( o C) No. Beda Suhu ( o C) No. Beda Suhu ( o C) 1 1, , ,47 2 1, , ,49 3 1, , ,59 4 1, , ,59 5 1, , ,52 6 1, , ,64 7 1, , ,52 8 1, , ,59 9 1, , , , , , , , , , , , , , , , , , , , , , , , , , , , , , , , , , , , , , ,49 Nilai beda suhu rata-rata dari data-data pada tabel pada nomor 3 beserta ketidakpastiannya adalah (1,5 ± 0,1) o C.

76 61 4. Grafik Hubungan Perubahan Suhu Titik A dan Titik B terhadap Waktu pada Silider Kayu Jati yang Dipanasi Menggunakan Elemen Pemanas dengan Daya Listrik (18 ± 1) x10-1 watt. 5. Grafik Hubungan Beda Suhu pada Titik A dan Titik B terhadap Waktu pada Silinder Kayu Jati yang Dipanasi Menggunakan Elemen Pemanas dengan Daya Listrik (18 ± 1) x10-1 watt, beserta Daerah Kurva Grafik yang Cenderung Landai.

77 62 6. Tabel Beda Suhu pada Kurva Grafik Hubungan Beda Suhu Terhadap Waktu pada Silinder Jati yang Dipanasi Menggunakan Elemen Pemanas dengan Daya Listrik (18 ± 1) x10-1 watt yang Cenderung Landai. No. Beda Suhu ( o C) No. Beda Suhu ( o C) No. Beda Suhu ( o C) 1 2, , ,22 2 2, , ,17 3 3, , ,12 4 3, , ,07 5 3, , ,97 6 3, , ,12 7 2, , ,12 8 2, , ,00 9 3, , , , , , , , , , , , , , , , , , , , , , , , , , , , , , , , , , , , , , , , , , , , , , , , , , , , , , , , ,95 Nilai beda suhu rata-rata dari data-data pada tabel pada nomor 6 beserta ketidakpastiannya adalah (3,0 ± 0,2) o C.

78 63 7. Grafik Hubungan Perubahan Suhu Titik A dan Titik B terhadap Waktu pada Silider Kayu Jati yang Dipanasi Menggunakan Elemen Pemanas dengan Daya Listrik (24,0 ± 1,2) x10-1 watt. 8. Grafik Hubungan Beda Suhu pada Titik A dan Titik B terhadap Waktu pada Silinder Kayu Jati yang Dipanasi Menggunakan Elemen Pemanas dengan Daya Listrik (24,0 ± 1,2) x10-1 watt, beserta Daerah Kurva Grafik yang Cenderung Landai.

79 64 9. Tabel Beda Suhu pada Kurva Grafik Hubungan Beda Suhu Terhadap Waktu pada Silinder Jati yang Dipanasi Menggunakan Elemen Pemanas dengan Daya Listrik (24,0 ± 1,2) x10-1 watt yang Cenderung Landai. No. Beda Suhu ( o C) No. Beda Suhu ( o C) No. Beda Suhu ( o C) 1 3, , ,91 2 3, , ,89 3 3, , ,91 4 3, , ,91 5 3, , ,91 6 3, , ,94 7 3, , ,94 8 3, , ,99 9 3, , , , , , , , , , , , , , , , , , , , , , , , , , , , , ,97 Nilai beda suhu rata-rata dari data-data pada tabel pada nomor 9 beserta ketidakpastiannya adalah (3,9 ± 0,1) o C.

80 Grafik Hubungan Perubahan Suhu Titik A dan Titik B terhadap Waktu pada Silider Kayu Jati yang Dipanasi Menggunakan Elemen Pemanas dengan Daya Listrik (30,4 ± 1,3) x10-1 watt. 11. Grafik Hubungan Beda Suhu pada Titik A dan Titik B terhadap Waktu pada Silinder Kayu Jati yang Dipanasi Menggunakan Elemen Pemanas dengan Daya Listrik (30,4 ± 1,3) x10-1 watt, beserta Daerah Kurva Grafik yang Cenderung Landai.

81 Tabel Beda Suhu pada Kurva Grafik Hubungan Beda Suhu Terhadap Waktu pada Silinder Jati yang Dipanasi Menggunakan Elemen Pemanas dengan Daya Listrik (30,4 ± 1,3) x10-1 watt yang Cenderung Landai. No. Beda Suhu ( o C) No. Beda Suhu ( o C) No. Beda Suhu ( o C) 1 5, , ,53 2 5, , ,55 3 5, , ,58 4 5, , ,55 5 5, , ,44 6 5, , ,66 7 5, , ,50 8 5, , ,50 9 5, , , , , , , , , , , , , , , , , , , , , , , , , , , , , , , , , , , , , , , , , , ,47 Nilai beda suhu rata-rata dari data-data pada tabel pada nomor 12 beserta ketidakpastiannya adalah (5,4 ± 0,3) o C.

82 Grafik Hubungan Perubahan Suhu Titik A dan Titik B terhadap Waktu pada Silider Kayu Jati yang Dipanasi Menggunakan Elemen Pemanas dengan Daya Listrik (36,3 ± 1,4) x10-1 watt. 14. Grafik Hubungan Beda Suhu pada Titik A dan Titik B terhadap Waktu pada Silinder Kayu Jati yang Dipanasi Menggunakan Elemen Pemanas dengan Daya Listrik (36,3 ± 1,4) x10-1 watt, beserta Daerah Kurva Grafik yang Cenderung Landai.

83 Tabel Beda Suhu pada Kurva Grafik Hubungan Beda Suhu Terhadap Waktu pada Silinder Jati yang Dipanasi Menggunakan Elemen Pemanas dengan Daya Listrik (36,3 ± 1,4) x10-1 watt yang Cenderung Landai. No. Beda Suhu ( o C) No. Beda Suhu ( o C) No. Beda Suhu ( o C) 1 8, , ,50 2 8, , ,57 3 8, , ,82 4 8, , ,67 5 8, , ,47 6 8, , ,38 7 8, , ,31 8 8, , ,14 9 8, , , , , , , , , , , , , , , , , , , , , , , , , , , , , , , , , , , , , , , , , , , , , , , , , , , , , , , , , ,50 Nilai beda suhu rata-rata dari data-data pada tabel pada nomor 15 beserta ketidakpastiannya adalah (8,3 ± 0,4) o C.

84 LAMPIRAN 4 Grafik dan Data Tabel Penentuan Nilai Koefisien Konduktivitas Termal Kayu Mahoni. 1. Grafik Hubungan Perubahan Suhu Titik A dan Titik B terhadap Waktu pada Silider Kayu Mahoni yang Dipanasi Menggunakan Elemen Pemanas dengan Daya Listrik (7,4 ± 0,4) x10-1 watt. 2. Grafik Hubungan Beda Suhu pada Titik A dan Titik B terhadap Waktu pada Silinder Kayu Mahoni yang Dipanasi Menggunakan Elemen Pemanas dengan Daya Listrik (7,4 ± 0,4) x10-1 watt, beserta Daerah Kurva Grafik yang Cenderung Landai. 69

85 70 3. Tabel Beda Suhu pada Kurva Grafik Hubungan Beda Suhu Terhadap Waktu pada Silinder Mahoni yang Dipanasi Menggunakan Elemen Pemanas dengan Daya Listrik (7,4 ± 0,4) x10-1 watt yang Cenderung Landai. No. Beda Suhu ( o C) No. Beda Suhu ( o C) No. Beda Suhu ( o C) 1 0, , ,96 2 0, , ,06 3 1, , ,96 4 1, , ,94 5 1, , ,92 6 0, , ,89 7 1, , ,94 8 0, , ,01 9 0, , , , , , , , , , , , , , , , , , , , , , , , , , , , , ,03 Nilai beda suhu rata-rata dari data-data pada tabel pada nomor 3 beserta ketidakpastiannya adalah (1,0 ± 0,2) o C.

86 71 4. Grafik Hubungan Perubahan Suhu Titik A dan Titik B terhadap Waktu pada Silider Kayu Mahoni yang Dipanasi Menggunakan Elemen Pemanas dengan Daya Listrik (15,0 ± 0,9) x10-1 watt. 5. Grafik Hubungan Beda Suhu pada Titik A dan Titik B terhadap Waktu pada Silinder Kayu Mahoni yang Dipanasi Menggunakan Elemen Pemanas dengan Daya Listrik (15,0 ± 0,9) x10-1 watt, beserta Daerah Kurva Grafik yang Cenderung Landai.

87 72 6. Tabel Beda Suhu pada Kurva Grafik Hubungan Beda Suhu Terhadap Waktu pada Silinder Mahoni yang Dipanasi Menggunakan Elemen Pemanas dengan Daya Listrik (15,0 ± 0,9) x10-1 watt yang Cenderung Landai. No. Beda Suhu ( o C) No. Beda Suhu ( o C) No. Beda Suhu ( o C) 1 1, , ,18 2 2, , ,04 3 2, , ,13 4 2, , ,09 5 2, , ,06 6 2, , ,04 7 1, , ,04 8 2, , ,13 9 2, , , , , , , , , , , , , , , , , , , , , , , , , , , , , , , , , , , , , , , , , , , , , , , , , , , , , , , , , , , , , , , , , , , , ,11 Nilai beda suhu rata-rata dari data-data pada tabel pada nomor 6 beserta ketidakpastiannya adalah (2,1 ± 0,2) o C.

88 73 7. Grafik Hubungan Perubahan Suhu Titik A dan Titik B terhadap Waktu pada Silider Kayu Mahoni yang Dipanasi Menggunakan Elemen Pemanas dengan Daya Listrik (20,7 ± 1,1) x10-1 watt. 8. Grafik Hubungan Beda Suhu pada Titik A dan Titik B terhadap Waktu pada Silinder Kayu Mahoni yang Dipanasi Menggunakan Elemen Pemanas dengan Daya Listrik (20,7 ± 1,1) x10-1 watt, beserta Daerah Kurva Grafik yang Cenderung Landai.

89 74 9. Tabel Beda Suhu pada Kurva Grafik Hubungan Beda Suhu Terhadap Waktu pada Silinder Mahoni yang Dipanasi Menggunakan Elemen Pemanas dengan Daya Listrik (20,7 ± 1,1) x10-1 watt yang Cenderung Landai. No. Beda Suhu ( o C) No. Beda Suhu ( o C) No. Beda Suhu ( o C) 1 2, , ,86 2 2, , ,81 3 2, , ,96 4 2, , ,98 5 2, , ,88 6 2, , ,73 7 2, , ,76 8 2, , ,76 9 2, , , , , ,71 Nilai beda suhu rata-rata dari data-data pada tabel pada nomor 9 beserta ketidakpastiannya adalah (2,8 ± 0,2) o C. 10. Grafik Hubungan Perubahan Suhu Titik A dan Titik B terhadap Waktu pada Silider Kayu Mahoni yang Dipanasi Menggunakan Elemen Pemanas dengan Daya Listrik (25,0 ± 1,2) x10-1 watt.

90 Grafik Hubungan Beda Suhu pada Titik A dan Titik B terhadap Waktu pada Silinder Kayu Mahoni yang Dipanasi Menggunakan Elemen Pemanas dengan Daya Listrik (25,0 ± 1,2) x10-1 watt, beserta Daerah Kurva Grafik yang Cenderung Landai. 12. Tabel Beda Suhu pada Kurva Grafik Hubungan Beda Suhu Terhadap Waktu pada Silinder Mahoni yang Dipanasi Menggunakan Elemen Pemanas dengan Daya Listrik (25,0 ± 1,2) x10-1 watt yang Cenderung Landai. No. Beda Suhu ( o C) No. Beda Suhu ( o C) No. Beda Suhu ( o C) 1 3, , ,46 2 3, , ,47 3 3, , ,49 4 3, , ,39 5 3, , ,59 6 3, , ,49 7 3, , ,62 8 3, , ,52 9 3, , , , , , , , , , , , , , , , , , , , , , , , , , , , , ,55